​CNC數控（kòng）加工,如何（hé）正確選擇（zé）走刀（dāo）方式技巧！

隨著（zhe）現代製造加工技術的（de）不斷發（fā）展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了（le）廣泛的應用和發展。CAM 係統生成的加工刀具（jù）軌跡（即走刀方式）是控（kòng）製設備加工（gōng）運作的核心，它直接影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床刀具的使用壽（shòu）命等多個方麵，最（zuì）終決定生產效率（lǜ）。

本文（wén）通過對走刀方式（shì）的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分析，並且針對銑削過程中（zhōng）工藝方法及走刀方式的比（bǐ）較，為（wéi）如（rú）何（hé）選擇合適的走刀方（fāng）式提供了參考（kǎo）依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概念

數控（kòng）加工中，走刀方式是指刀具完成工件切削時的軌跡規（guī）劃方式。在對（duì）同一個零件加工中，多種走刀方式都可以達到零件的尺寸（cùn）及精度要求，但加工效率卻（què）不相同。

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分為4類：單（dān）向走刀、往複走刀、環切走刀和複合走刀。複合（hé）走刀是前三種的混合走刀。采用單向（xiàng）或（huò）往複走刀，從加工策略（luè）來說都是行切走刀。因（yīn）此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為（wéi）行切、環切和其他特殊方式。通常使用的是行切和環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最大進給速度，同時其切（qiē）削表麵質量也好於環切加工（gōng）。然而，當複雜的平麵型腔帶有多個（gè）凸台從而形成多個內輪廓（kuò）時，常常會產生附加的（de）抬刀動作， 即在刀（dāo）具軌跡（jì）某處，或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩（shèng）餘未加工區域（yù）， 就要讓刀具抬起，使之距加工（gōng）平麵有一（yī）定高度，再（zài）平移至（zhì）另外一刀具（jù）軌跡起始處，然後繼續切削動作（zuò）。

行切加工刀具軌跡主（zhǔ）要由（yóu）一係列（liè）與（yǔ）某（mǒu）一固定（dìng）方向平行的直線段（duàn）組成，計（jì）算簡單。適用於簡單型腔精（jīng）加工或去除大餘量的粗（cū）加工。如圖1—往複行切刀軌。

環切加工（gōng）中（zhōng）刀具沿著邊界（jiè）輪廓相似的路徑走刀，由（yóu）一組封閉曲線組成，能保證刀具切削零件時保持相同的（de）切削狀態（tài）。由（yóu）於環切加工是通過連續偏置構造當前環形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算（suàn）複雜（zá）且耗時。適用於複雜型腔及曲麵（miàn）的加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工（gōng）件自身的形狀及幾何要素：工（gōng）件自身的形狀及幾何要素包括加工域的（de）幾何（hé）形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件（jiàn）本身固有的特性，是屬於不可變（biàn）化的因素，但卻是決定走刀方式的（de）根本（běn）因素。

2、工藝路（lù）線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選擇的直接依據。工藝路線決定了加（jiā）工域的先後順序，島嶼（yǔ）的（de）合並及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有多種，這就決（jué）定（dìng）了走刀方式的不同選擇。

3、工件（jiàn）材料：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工件（jiàn）材料是直接（jiē）的加工對象，並不直接影響走刀方式，但會對刀具材（cái）料（liào）、大小、加工方式等選用產生影（yǐng）響，從而間接影響走刀方式。工（gōng）件毛坯的形狀和大小等會（huì）造成工（gōng）件各部（bù）分的加工餘量分配（pèi）是否均勻，同時對可選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀的不同，會改變（biàn）裝夾方式、加工域的（de）重新分配等影響加工策略，導致采取不（bú）同的（de）走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方（fāng）式也間（jiān）接影響走（zǒu）刀方式，如壓板產（chǎn）生的新“島嶼”的影響（xiǎng），緊固力對切削用（yòng）量（liàng）影響而導致走刀方式的改變，振動對走刀方式（shì）影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀（dāo）具材料、刀具形狀（zhuàng）、刀（dāo）具長度、刀具齒數等，這些參數決定（dìng）了刀具與工件接觸的麵積大小和頻率，因而決定了單位時間裏切削材料的體積大小和機床負荷（hé），其（qí）耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式產生直接影響的是刀具大（dà）小（即（jí）直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留（liú）區域（yù）的大小，造成（chéng）加工軌跡（jì）的變化，導致走刀方（fāng）式的不同。

6、加工域選擇：在銑削（xuē）過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個（gè）凸台從而形成多個（gè）內輪廓時，對於行切常常會產生附加（jiā）的抬刀動作；對於環切則會使加工軌（guǐ）跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌跡加長，則會（huì）嚴重降低切削加工的效率。因此（cǐ），如何最大限度地（dì）減少這種（zhǒng）狀況的次數就是我們所關注的一個主要問題。

把整個切削區域按加（jiā）工需要分成若幹子（zǐ）區域，分別加工各子區域，抬刀發生在各（gè）子區域之間，同時根據走刀方式（shì）對這些（xiē）加工子區域合並或分割，甚至於忽略。這（zhè）種（zhǒng）不同的加工域選擇，既減少了抬刀次（cì）數又不會（huì）使加工軌跡的相對變（biàn）長，同時可對新區域采用最合理的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合（hé）理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式（shì）時要考（kǎo）慮兩點：一是加工時間的長短，二是加工餘量是否均勻（yún）。一般來說，環切方式是基於工件形狀的走刀方式（shì），加工餘量較均勻。而選（xuǎn）用行切方式的加（jiā）工餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需要增加圍（wéi）繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是比較短的；若考（kǎo）慮餘量的不均勻性而增加環切刀（dāo）軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊（biān）界的環切刀軌對總的加工時間影響（xiǎng）比較明顯，行切刀（dāo）軌一（yī）般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計算，占用內（nèi）存少，但（dàn）抬刀次（cì）數（shù）較多。采用環形（xíng）刀軌時，則需要多次對環邊界進行偏（piān）置並清除（chú）自交環。

2、根（gēn）據外形特征選（xuǎn）擇

工件外形特征決定了加工的走刀（dāo）方式。根據加工客體的不同，可將工件簡單的分成平麵形（xíng）腔類（lèi）和（hé）自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行切方式加工，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等零（líng）件，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮（huī）機床的最大進給速度，提高加工效率（lǜ），同時其切削表麵質（zhì）量（liàng）也好於環切加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲麵多為鑄（zhù）件或由規則（zé）形狀（zhuàng）加工成型，餘量分（fèn）布（bù）不（bú）均勻，同時曲麵對型麵精度（dù）要求較高；其次是環切加工與行切方式（shì）相（xiàng）比具有良好的曲麵（miàn）加工特性，更能逼（bī）近（jìn）曲麵的真（zhēn）實形狀。

3、根據加工策（cè）略選擇

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加（jiā）工三個加工階段，有時還有光（guāng）整加工階段，合（hé）理劃分加工（gōng）階段是保證加工精度所必須（xū）的。傳統加（jiā）工方式因機床（chuáng）功（gōng）能（néng）相（xiàng）對單一，所以工（gōng）藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線，但數控銑（xǐ）削加工方式下這個界線相對模糊，而（ér）且（qiě）可能（néng）會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工（gōng）階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量考（kǎo）慮，數控加工時加工（gōng）階段的劃分也是（shì）需要的，但為了減（jiǎn）少裝夾時間和（hé）簡化走刀動作等，如何確定各階（jiē）段的加工內容，考慮（lǜ）的（de）問題可（kě）能與傳（chuán）統加工工藝有些不同。

粗加（jiā）工的主要目標是追求單位時間（jiān）內的材（cái）料去除率，並為半精加工（gōng）準（zhǔn）備工件的幾何輪廓。 故多采用（yòng）行切方式或複合（hé）方式進行層切。半精加工的主要目（mù）標是使工（gōng）件輪廓形狀平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切方式。精（jīng）加工的主要目標是獲得幾何尺寸（cùn）、形狀精（jīng）度及表麵質量符合要求的工件。應根據工件的幾何特征對內部采用行切方式，對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時（shí）確定走刀方式的原則主要有：應能保證零（líng）件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀（dāo）具空程移動時（shí）間；應使數（shù）值計算簡單，程序段數量少，以減少編程（chéng）工作量。一般而言，對於平麵形腔類采用行切（qiē）方式劃分加工域，以減少（shǎo）抬刀次數；自由（yóu）曲麵類環切方式（shì）逼近形狀。毛坯形狀的選（xuǎn）用大小會影響（xiǎng）編程的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行（háng）切方式形腔加工；或將用環（huán）切加（jiā）工的自（zì）由曲麵改用行（háng）切方式去大餘量，以提高加工效率。