CNC數控加工,如何正確選擇走刀方式技巧！

隨（suí）著現代製造加（jiā）工技術（shù）的（de）不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了廣泛的（de）應用和（hé）發展。CAM 係統生成（chéng）的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工運作的核心，它直接影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床刀具的使用壽命等多個方麵，最終決定生產效率（lǜ）。

本文通過（guò）對走刀（dāo）方式的不同特點，及影響其選擇（zé）的部（bù）分因素的分析，並且針對銑（xǐ）削過程中工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇（zé）合適的走刀方式提供了參考依據。

一（yī）、走刀方式（shì）

1、走刀（dāo）方式的基本概念

數控加（jiā）工中，走刀（dāo）方式是（shì）指刀具完成工件切削時的軌跡規（guī）劃方式。在對同一個零件加工中，多種走刀（dāo）方式都可以達到零件的尺寸及精度（dù）要求，但加（jiā）工效率卻不相同。

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分為4類：單向走刀、往複走刀、環（huán）切走刀和複合走刀。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單（dān）向或往複走刀，從加工策略來（lái）說（shuō）都是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行（háng）切、環切和其他特殊方式。通常使用的（de）是行切和環切。

行切方式加（jiā）工，有利於發揮（huī）機床（chuáng）的最大進給速度，同時其切削表麵質量（liàng）也好於環切加工。然（rán）而，當複雜的平麵型腔帶有多個凸（tū）台從而形成多個內輪廓時，常常會產生（shēng）附（fù）加的抬（tái）刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與凸台發（fā）生幹涉，或（huò）者為使刀（dāo）具回至剩餘（yú）未加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有（yǒu）一定（dìng）高度，再平（píng）移至另外一刀具軌跡起始處，然後繼續切削動（dòng）作。

行切加工刀具軌跡主要由（yóu）一係列與某一固定（dìng）方向平行的直線段組成，計算簡單。適用於簡單型（xíng）腔（qiāng）精加工或去除大餘量的粗加工（gōng）。如圖1—往複行切刀（dāo）軌。

環切加工中刀具沿著邊界輪（lún）廓（kuò）相似的（de）路（lù）徑（jìng）走（zǒu）刀（dāo），由一組（zǔ）封閉曲（qǔ）線組成，能保證刀具（jù）切削零件時保持相同（tóng）的切削狀態。由於環切加工是通過連（lián）續偏置構造當前環形軌跡圖來計算下一條環形（xíng）軌（guǐ）跡，計算複雜且耗時（shí）。適用於複雜型腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影（yǐng）響走刀方式的因素（sù）

1、工件自（zì）身的形狀及幾何要素：工件自身的形狀及幾何要（yào）素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和（hé）位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬於不可變化的因素，但卻是決定（dìng）走（zǒu）刀方式的根本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目（mù）的的直接過程，是（shì）走刀方式選擇的直接依據。工藝路（lù）線（xiàn）決定了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分（fèn），粗加工、半精（jīng）加工、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有多種，這就決定了走刀方式的不同選擇。

3、工（gōng）件材料：工件材料也是決定走刀（dāo）方式的因素之一，工（gōng）件（jiàn）材料是（shì）直接的加工對（duì）象，並（bìng）不直接影響走刀方式，但會對刀具材料、大小、加工方式等選用產生影響，從而間接影響走刀方式（shì）。工件毛坯的形狀和大小等會造成工件各部分的加工餘量分配是否均勻，同時對可選（xuǎn）毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀的不同（tóng），會改變（biàn）裝夾方（fāng）式、加工域的重新分配等影響加工策（cè）略（luè），導致采取不同的走刀方式。

4、工件的（de）裝夾及（jí）緊固方（fāng）式：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊（jǐn）固力對切削用量影（yǐng）響而導致走刀方式的改變，振動對走刀方式影響。

5、刀具的選（xuǎn）用：刀具的選用包括（kuò）刀具材料、刀具形狀、刀具長（zhǎng）度、刀（dāo）具齒數等，這些參數決定了刀具與（yǔ）工件接觸（chù）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（chuáng）負荷，其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（zǒu）刀方式產（chǎn）生直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選（xuǎn）取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致走刀方（fāng）式的不同（tóng）。

6、加工域選擇：在銑削過程中，當複雜（zá）的平麵型（xíng）腔（qiāng）帶有多個凸台從而形（xíng）成多個內輪廓（kuò）時，對於行切常常（cháng）會產生附加的抬刀動作（zuò）；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削加工的效率。因此，如何最大限度地減少這種狀況的次數就是我（wǒ）們所（suǒ）關（guān）注（zhù）的一個主要（yào）問題。

把整個切削區（qū）域（yù）按加工（gōng）需要（yào）分（fèn）成若幹子區（qū）域，分別（bié）加工各（gè）子區（qū）域，抬刀發生在各子區域之間，同時（shí）根據走刀（dāo）方（fāng）式對這些加工子（zǐ）區域合並或分割，甚至於忽略。這（zhè）種不同的加工域選擇，既減少了抬（tái）刀次數又不（bú）會使加工軌跡的（de）相對變長，同時可對新區域采用最合（hé）理的走（zǒu）刀（dāo）方式，提高（gāo）了加（jiā）工（gōng）效率。

三、走刀方式（shì）的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要考慮兩（liǎng）點：一是加工（gōng）時間（jiān）的長短，二是加工餘量是否均勻。一（yī）般來說，環切方式是基於工件形狀（zhuàng）的走刀（dāo）方式，加工餘量較（jiào）均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻，若希望（wàng）行切加工後留下較（jiào）均勻的餘量，通常需要增加圍（wéi）繞邊界的環（huán）切刀軌。若忽略餘量不均勻（yún）性要求（qiú），行（háng）切走（zǒu）刀的刀軌長度通常是比較（jiào）短的；若考慮餘量的不均勻（yún）性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則（zé）圍繞邊界的環（huán）切刀軌對總的（de）加工時（shí）間影響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計算，占用內存（cún）少，但抬刀次數（shù）較多。采用環形刀（dāo）軌時（shí），則需要多次（cì）對環邊界進（jìn）行偏置（zhì）並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征決定了（le）加（jiā）工的走刀方式。根據加工客體的不同，可將工件簡單的分（fèn）成（chéng）平麵形腔類和自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行切方式加工，由於該類工件多為（wéi）毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等零件，加（jiā）工餘量較大，采用行切方式有利於發揮機床的（de）最大進（jìn）給（gěi）速度，提高（gāo）加工（gōng）效率，同時其切削表麵質量也好於環（huán）切（qiē）加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲麵多為（wéi）鑄件或由規（guī）則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對（duì）型麵精度要求（qiú）較高；其次是環切加工與行切方式相比具有良好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的真實形狀（zhuàng）。

3、根據加工策略選（xuǎn）擇

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加工（gōng）三個加工階（jiē）段，有時還有光整（zhěng）加工階段，合（hé）理劃分加工階段是保證加工精度所必須的。傳統加工（gōng）方式因機床功能相對單一，所（suǒ）以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線，但數控銑削加（jiā）工方式下這個（gè）界線相對模糊，而（ér）且（qiě）可能會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容（róng），精加工階段也可能有粗加工（gōng）的（de）痕跡)，從保證加工質（zhì）量考慮，數控加工時加（jiā）工（gōng）階段的劃分也是需要的，但為了（le）減少裝夾時間和簡化走刀動（dòng）作等，如何確定各（gè）階段的加工內容，考慮的問題可能與傳統（tǒng）加工工藝有些不同。

粗（cū）加工的主要目標是追求單位時間內（nèi）的材料去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多采用行切方（fāng）式或複合方式（shì）進行層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵（miàn）精加工餘量均勻。故多采用環切方式。精加工的主要目標是獲得幾何尺（chǐ）寸、形狀精度及表麵質（zhì）量符合要求的工（gōng）件。應根據工件的幾何特（tè）征對內部采用行切方（fāng）式，對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根據（jù）編程策略選（xuǎn）擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零（líng）件的加（jiā）工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時（shí）間；應（yīng）使數（shù）值（zhí）計算（suàn）簡單，程序（xù）段數量少（shǎo），以減少編程工作量。一般而言，對（duì）於平麵形腔類采用（yòng）行（háng）切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由曲麵（miàn）類環切方式逼近（jìn）形狀。毛坯形狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加大（dà）毛坯外形，將不（bú）易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行切方式（shì）形腔加工；或將用環切加（jiā）工的自由曲麵改用行切方式（shì）去大（dà）餘（yú）量，以提高（gāo）加（jiā）工效率。