​CNC數控加工,如何正確選擇走刀方式技巧！

隨（suí）著現（xiàn）代製造加工技術的不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了廣泛的應用和發展（zhǎn）。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（jì）（即走刀（dāo）方式）是控（kòng）製（zhì）設備加工運作的核心，它直接影響加工工件的精（jīng）度、表麵（miàn）粗糙度、總體加工（gōng）時間、機床刀具的使用壽（shòu）命等多個方麵（miàn），最終決定（dìng）生產效率。

本文通過對走刀方式的不同特點，及影響其（qí）選擇（zé）的部分（fèn）因（yīn）素的分析，並且（qiě）針對銑削過程中工藝方法（fǎ）及走刀方（fāng）式的（de）比較，為如何選擇合適（shì）的走刀方（fāng）式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基（jī）本概念（niàn）

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

2、走刀方式的分類（lèi）

走刀方式（shì）可化分為4類：單向走刀、往複走刀、環切走刀和複合走刀。複（fù）合走（zǒu）刀是前三（sān）種的混合走刀（dāo）。采用單（dān）向或往複走刀，從加工策（cè）略來說都是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀（dāo）方式又可分為行切、環切和其他特殊方式（shì）。通常使用的（de）是行切和環切。

行切方式加工，有利（lì）於發（fā）揮機床的最大進給速度，同時其切削表（biǎo）麵質（zhì）量也好於環切加工。然而，當複雜的平麵型（xíng）腔帶有多個（gè）凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生（shēng）附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀（dāo）具與凸台（tái）發生幹涉，或者為（wéi）使（shǐ）刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工（gōng）平麵有一定高度，再（zài）平移至另外一刀具軌跡起（qǐ）始處，然後（hòu）繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主（zhǔ）要由一係列與某一（yī）固定方（fāng）向平行的直線段組成，計（jì）算（suàn）簡單。適用於簡單型腔精加工（gōng）或去除（chú）大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環（huán）切加（jiā）工中刀具沿著邊界輪廓相（xiàng）似的路徑走刀，由一組封（fēng）閉曲線組（zǔ）成，能保證刀具（jù）切削零件時（shí）保（bǎo）持相同的切削（xuē）狀態。由於環切加工是通過連續（xù）偏置構造當前環形（xíng）軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算（suàn）複雜且耗（hào）時（shí）。適用（yòng）於複（fù）雜型腔及曲麵的加工（gōng）。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方（fāng）式的因素

1、工件自身的（de）形狀及幾何要素：工件自（zì）身的形狀及幾何要素包（bāo）括加工域的幾（jǐ）何形狀、島嶼的大小和位置等方麵（miàn）。這（zhè）是工件本身固有的特性，是（shì）屬於不（bú）可變化的因素，但卻是決定走刀方式的根本因素。

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

3、工件材料：工件（jiàn）材料也是決定走刀方式的因素之（zhī）一（yī），工件材料是直接的加工對象，並不直接（jiē）影響走（zǒu）刀方式（shì），但會（huì）對（duì）刀具材料、大小、加工方式等選用產生影響，從而間接影響（xiǎng）走刀方式。工件毛坯的（de）形（xíng）狀和大小等會造成工（gōng）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（gōng）件，利用毛坯大（dà）小（xiǎo）、形狀的不同，會改變裝夾方式、加工域的重新分配等影（yǐng）響加工策略，導致采（cǎi）取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：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（de）影響，緊固力對切削用量影響（xiǎng）而導（dǎo）致走刀（dāo）方式的（de）改變，振動對走刀方（fāng）式影響。

5、刀具的（de）選用：刀具的（de）選用包括刀（dāo）具（jù）材料、刀具形狀、刀具長度、刀具齒數等，這些參數決定了刀具與（yǔ）工件接觸的麵積大小和（hé）頻率，因而決定了單位時間裏切削材（cái）料的體積大小和（hé）機床負荷，其耐磨（mó）程度與刀具壽命則決定了切削時間（jiān）的長短（duǎn）。而其中對走（zǒu）刀方式產生（shēng）直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於（yú）選取不同直徑的刀具（jù），會（huì）影響殘留區域的（de）大小（xiǎo），造（zào）成加工軌跡（jì）的變化，導致走刀方式的不同。

6、加（jiā）工域選擇：在銑削過程（chéng）中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，對（duì）於（yú）行切常常會產（chǎn）生附加的抬刀動作；對於環切（qiē）則會使加工軌跡加長（zhǎng）。這（zhè）種附加抬刀動作或加工（gōng）軌跡加長，則會嚴重降（jiàng）低切削加工的效率。因此，如何最大限度（dù）地減少這種狀況的次數就是我（wǒ）們（men）所關注的一個（gè）主要問題。

把整（zhěng）個切削（xuē）區域按加工需要分（fèn）成若幹子區域，分別加工各子區域（yù），抬刀發生在各子區域之間，同（tóng）時根據走刀方式對這些加工子區域合並或分割，甚至於忽略（luè）。這種不同的加工域選擇，既減少（shǎo）了抬刀次數又不會使加工軌（guǐ）跡的相對變長，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（zǒu）刀方式的合（hé）理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要考慮兩點：一是加工時間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般（bān）來說，環切方式是（shì）基於工件形狀的走刀方式，加工餘量較均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻（yún），若希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需（xū）要增加圍繞邊界的環切刀軌（guǐ）。若忽略餘量不（bú）均勻性要求，行切（qiē）走刀的刀軌（guǐ）長度通常是比較短的；若考慮餘量的不均（jun1）勻性而增加（jiā）環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時間影（yǐng）響比（bǐ）較明（míng）顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀軌長。行切走（zǒu）刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較多。采用環（huán）形刀軌（guǐ）時，則需要多次對環邊界進行（háng）偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特（tè）征決定了（le）加工的走刀方式。根據加（jiā）工客體的不同，可將工件簡（jiǎn）單的分成平麵形腔類和自由曲麵類。平麵形（xíng）腔類一般采用行切方式加工，由於該類工件多為（wéi）毛（máo）坯整體掏（tāo）銑加工成型，如盒體、基座等零（líng）件，加工餘量較（jiào）大，采用行（háng）切方式有利於發（fā）揮機床的最大進給速度，提高加工效率，同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲（qǔ）麵多為鑄件（jiàn）或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵（miàn）對型（xíng）麵精（jīng）度要求較（jiào）高；其次（cì）是環切加工與行切方式相比（bǐ）具有良（liáng）好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的（de）真實形狀（zhuàng）。

3、根據加工策略選擇

零件的加工常分為粗（cū）加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整（zhěng）加（jiā）工階段，合理劃分加工階段是保證加工精度所必須的。傳統（tǒng）加工方式（shì）因機床功能相對單一，所以工藝路線中可較明顯地看（kàn）出各個階段的界線，但數控銑削（xuē）加工方式下這個界線相對模糊，而且可能（néng）會有（yǒu）揉合的情況(如（rú）粗加工階段有（yǒu）精（jīng）加工（gōng）的內容，精加（jiā）工（gōng）階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量（liàng）考慮，數控加工時加工階段的劃分也是需要的（de），但（dàn）為（wéi）了減少裝夾時間和（hé）簡化走刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮（lǜ）的問題可能與傳統加工工藝有些不同。

粗（cū）加工的主要目標（biāo）是追求單位時間（jiān）內的材（cái）料去除率，並（bìng）為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多（duō）采用行切方式（shì）或複合（hé）方式進行層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整（zhěng），表麵精加工餘量均勻（yún）。故（gù）多采用環切方式（shì）。精（jīng）加（jiā）工的主要目標是獲得幾何尺（chǐ）寸、形（xíng）狀（zhuàng）精度及表麵質量符合要求的工件。應根據工（gōng）件的幾何特征對內部（bù）采（cǎi）用（yòng）行切方式，對邊緣及（jí）接合處采用（yòng）環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時確定（dìng）走刀方（fāng）式的原則主要有：應能保（bǎo）證零件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短（duǎn）加（jiā）工路線，減少刀具空程移（yí）動時間；應使數值（zhí）計算（suàn）簡單，程序段（duàn）數量少，以減少編（biān）程工作量。一般而（ér）言（yán），對於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由曲麵類環切方（fāng）式逼近形狀。毛坯形狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加大毛坯外形（xíng），將不（bú）易裝夾的外形加工轉化為（wéi）易裝夾（jiá）的行切方式（shì）形腔（qiāng）加工；或將用環切加工的（de）自（zì）由（yóu）曲麵改（gǎi）用行切方式去大餘量，以提高加工效率。