CNC數（shù）控加工,如何正確（què）選擇走刀方式技巧！

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

本文通過對走刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分（fèn）析，並且針（zhēn）對銑削過程中工藝方法及走刀方（fāng）式的比（bǐ）較，為如何選擇合適的走刀方（fāng）式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概（gài）念

數控加工中，走刀方式（shì）是（shì）指刀具完（wán）成工件切削時的（de）軌跡規劃方式。在對同一個零（líng）件加工中，多種走（zǒu）刀方式都可以達（dá）到零件的尺寸及精度要求，但加工效（xiào）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（xiàng）走刀、往（wǎng）複走刀、環切走刀和複（fù）合走刀（dāo）。複合走刀是前三種的混（hún）合走刀。采用單向（xiàng）或往複走刀，從加工（gōng）策（cè）略來說都是行切走刀。因此根據（jù）加工策略的不（bú）同，走刀方（fāng）式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通常使用的（de）是行切（qiē）和環切。

行切方式加（jiā）工（gōng），有利於發揮機床的最大（dà）進給速度，同時其切削表麵質量也好於環切加工。然而，當複雜的平（píng）麵型腔帶有多個凸台（tái）從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的抬刀（dāo）動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具（jù）與（yǔ）凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩（shèng）餘未（wèi）加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至（zhì）另外一刀具軌（guǐ）跡起始（shǐ）處，然後（hòu）繼續切削動作。

行（háng）切加工刀（dāo）具軌跡主要由一係列與某一固定方向平行的直線段組成，計算簡單。適（shì）用於簡單型腔精加工或去除大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環切加（jiā）工中（zhōng）刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走（zǒu）刀，由一組封閉曲線組成，能保證（zhèng）刀具（jù）切削零件時保持（chí）相同的（de）切（qiē）削狀態。由於環切加工是通過連續偏置構（gòu）造當前環形（xíng）軌跡圖來計算下一條（tiáo）環（huán）形軌跡，計算複（fù）雜且耗時。適用於（yú）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

1、工（gōng）件自身的形狀及幾何要素：工件（jiàn）自身的形狀及幾（jǐ）何要素包括加工域的幾何形狀（zhuàng）、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬（shǔ）於不可變化的（de）因素，但（dàn）卻（què）是決定走（zǒu）刀方式的根本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選（xuǎn）擇的直接依據。工藝路（lù）線決定了加工域的先後順（shùn）序，島嶼的合並及拆分（fèn），粗加工、半精加工、精加（jiā）工的（de）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、工件材（cái）料（liào）：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工件材料是直接的加（jiā）工對象，並不直接影響走刀方式，但會對刀具（jù）材料、大小（xiǎo）、加（jiā）工方式等選用產生影（yǐng）響，從而間接影（yǐng）響走刀方式。工件毛坯的形狀和大小（xiǎo）等會造成工件各部分的（de）加工餘量分配是否（fǒu）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、加工域的重新分配等影響加工策略，導致（zhì）采取不同的走刀方式（shì）。

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

5、刀具的選用：刀具（jù）的選用包括刀（dāo）具材料（liào）、刀具形狀、刀具長度（dù）、刀具齒數等，這些（xiē）參（cān）數決（jué）定了刀具與工件接觸的麵積（jī）大（dà）小（xiǎo）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（fù）荷（hé），其耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式產生直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會（huì）影（yǐng）響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致走刀方式的不同。

6、加工域選擇：在銑削過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個（gè）內輪廓時，對於（yú）行切常常會（huì）產生附（fù）加（jiā）的抬刀動作；對於環切則會使加工（gōng）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（yīn）此，如何最大限度地減少（shǎo）這種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工需要分成若幹子區域（yù），分別（bié）加工各子區域，抬刀發生在（zài）各子區域之間，同時根據走刀方式對這些加工子區域合並或（huò）分割（gē），甚至於忽略。這種不同的加工域選（xuǎn）擇，既減少了抬刀次數又不會（huì）使加工軌跡的相對變（biàn）長（zhǎng），同時可（kě）對新區域采用最合理（lǐ）的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合理（lǐ）選擇

1、基本選擇原則（zé）

選擇走刀（dāo）方式時要考慮兩點：一是加工時間的長短，二是加工餘量（liàng）是否均勻。一般來說，環切方（fāng）式是基（jī）於工件形狀的走刀方式，加工餘（yú）量較均勻。而（ér）選用行切方式的加工餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較均（jun1）勻（yún）的餘量，通常需要增（zēng）加圍繞邊界的環切刀軌（guǐ）。若忽略餘量不（bú）均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是（shì）比較短的；若（ruò）考慮餘量的不均勻性而增加環切刀軌（guǐ），當加工區域邊界較長（如（rú）多（duō）島（dǎo）嶼情（qíng）況），則圍繞邊界（jiè）的環切刀軌對總的加工時間（jiān）影響比較明顯，行切刀（dāo）軌一（yī）般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易（yì）計算，占用內（nèi）存（cún）少，但抬刀次數較多。采用環形刀軌時，則需要多次對環邊（biān）界進行偏置並清除（chú）自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外（wài）形特征決定了加工的走刀方（fāng）式。根據加（jiā）工客（kè）體的不（bú）同，可將工件簡單的分成平麵形（xíng）腔類和自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行切方式加工，由於該類工件多為毛坯整體（tǐ）掏銑加工成型，如盒體（tǐ）、基座等零件，加工餘量較大，采用（yòng）行切方式有利於發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（hǎo）於環切（qiē）加工。

自由曲麵類一（yī）般采用環切加工，主（zhǔ）要是由於曲麵多為鑄（zhù）件或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型（xíng）麵精（jīng）度要求較高；其次是環（huán）切加工（gōng）與（yǔ）行切方式相（xiàng）比具有良好的曲（qǔ）麵加工（gōng）特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加工策略選擇（zé）

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階（jiē）段，有時還有光整加工階段，合理劃（huá）分加工階段是保證加工精度所必（bì）須的（de）。傳統加工方式因機床功（gōng）能相對單一，所以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線（xiàn），但數控（kòng）銑削加（jiā）工方式下這個界線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加（jiā）工階段有精加工的內容，精加工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，但為了減少裝夾時間和簡化走（zǒu）刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮的問題可能與傳統加工工藝有（yǒu）些不同。

粗加工的主要目標是追求單位時（shí）間內的材料去（qù）除（chú）率，並為（wéi）半（bàn）精加工準備（bèi）工件（jiàn）的幾何輪廓。 故多采用（yòng）行切方式或複合方式進行層切。半精加工的主（zhǔ）要（yào）目標（biāo）是使工件輪廓形狀平整（zhěng），表麵精加工餘量均勻。故多采用環切方（fāng）式。精加工的（de）主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質量符合要求的工件。應根據工件（jiàn）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（shì）。

4、根據編（biān）程策略選（xuǎn）擇

編程時確定走刀方式的原則主（zhǔ）要有：應能保證（zhèng）零件的加工精度和表麵粗糙（cāo）度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動（dòng）時間；應使數值計算簡單，程序段（duàn）數量少，以減少編程工作（zuò）量。一般而言（yán），對（duì）於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由曲麵類環切方式逼近形狀（zhuàng）。毛坯形狀的選用大小會影響編（biān）程（chéng）的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工（gōng）轉化為易（yì）裝夾的行切方式形腔加工；或將用環切加工的自由曲麵（miàn）改用行切方式去（qù）大餘量，以提高加工效率。