​CNC數控加（jiā）工,如何正確選擇走刀方式技（jì）巧！

隨著現代製造加工技術的不斷發展，數控加（jiā）工設備和（hé）其配套（tào）的CAM 係統得到了廣泛的應（yīng）用和發展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式（shì））是控（kòng）製設（shè）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（dāo）具的（de）使用壽（shòu）命等多個方（fāng）麵，最終決定生產效（xiào）率（lǜ）。

本文通過對走刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因（yīn）素（sù）的分析，並且針對銑削過（guò）程中工藝方法及走刀方式的比較，為（wéi）如何選擇合適的走刀方式提供（gòng）了參考依（yī）據。

一、走刀方式（shì）

1、走刀方式的基本概念

數控加工中，走刀方式是（shì）指刀具（jù）完成工件切削時的軌跡規劃方式。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寸及精（jīng）度要求，但加工效率卻不相同。

2、走（zǒu）刀方式的分類

走（zǒu）刀方式可化分（fèn）為4類：單向走刀、往複走刀（dāo）、環切走刀和複合走刀。複合走刀是（shì）前三種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工（gōng）策略來（lái）說都是行（háng）切（qiē）走刀。因此根據加工策（cè）略的不同，走刀方式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通（tōng）常使用的是行切和環切（qiē）。

行切方式加工，有利（lì）於發揮機床的最大進（jìn）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從而形成多個內輪（lún）廓時（shí），常常會產生附加的抬刀動作（zuò）， 即在刀具軌跡（jì）某處（chù），或者為避免（miǎn）刀具與凸台（tái）發生幹涉，或者（zhě）為使刀具回（huí）至剩餘未加（jiā）工區域， 就要讓刀具抬起（qǐ），使之距加（jiā）工平麵有一定高度，再平移至另外一（yī）刀具軌跡起始（shǐ）處，然後繼續切削動作。

行切加工刀（dāo）具軌跡主要（yào）由一係列與某一固定方向平行的直（zhí）線段組（zǔ）成，計算簡單（dān）。適用於簡單型腔精加工或去除（chú）大餘量的粗加工。如圖1—往複（fù）行切刀軌。

環切加工中刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具切削零件時保持相同（tóng）的切削狀態。由於環切加（jiā）工是通過連續偏置（zhì）構造當前環形軌跡圖（tú）來計算下一條（tiáo）環（huán）形軌跡（jì），計算複（fù）雜且耗時。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

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

2、工（gōng）藝路線（xiàn）：工藝路線是實（shí）現加工目的的（de）直接過程，是走刀方式選（xuǎn）擇（zé）的直接依據。工藝路線決定了（le）加工域的先後順序（xù），島嶼（yǔ）的（de）合並及拆分，粗加工、半精加（jiā）工、精（jīng）加工的劃分等。實現目標的工藝路線有（yǒu）多種，這就決（jué）定了走刀方式的不同選擇。

3、工件材料：工件材料也是（shì）決定走刀（dāo）方式的因素（sù）之一（yī），工件材（cái）料是直接的加工對象，並不直接影響走刀方（fāng）式，但會對刀具材料、大小、加工方式等選用產（chǎn）生影響，從而間接影響走刀方式。工件毛坯的形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（kě）選毛（máo）坯的工件，利（lì）用毛坯大小、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（jiàn）的裝夾及緊固方式（shì）：工件的裝（zhuāng）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，緊固（gù）力對切削用量影響而導致走刀方式的改變，振動對走刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料（liào）、刀具形狀（zhuàng）、刀具長度、刀具齒數等，這些參數決定了刀具與工（gōng）件接觸的麵積大（dà）小和頻率，因而決（jué）定了單位時間裏切削材（cái）料的體積大小和機床負荷，其耐磨程度與刀具壽命則決定了（le）切削時間的長短。而其中（zhōng）對（duì）走刀方（fāng）式產生直接影響的是刀（dāo）具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大（dà）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（tái）從（cóng）而形成多（duō）個內（nèi）輪廓時，對於行（háng）切常常會（huì）產（chǎn）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（dòng）作或加工軌跡加長，則（zé）會嚴重降低切削加工（gōng）的效率。因此，如何最大限度地減少這種狀況的次數就是（shì）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（qū）域，分別加工（gōng）各子（zǐ）區域，抬刀發生在各子（zǐ）區域之間，同時根（gēn）據走刀方式對（duì）這些加工子區域合並或分割，甚至於（yú）忽略（luè）。這種不（bú）同的加工域選擇，既減少了抬刀次數又不會使加（jiā）工軌跡的相（xiàng）對變長，同時可對新區域采用最合理（lǐ）的走刀方式，提高了加（jiā）工（gōng）效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基（jī）本選（xuǎn）擇原則

選擇（zé）走刀方式時（shí）要（yào）考慮兩點：一是加（jiā）工時間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是基（jī）於工（gōng）件形狀的走刀方式，加工餘量較均（jun1）勻。而選用行切方式的加工（gōng）餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較（jiào）均勻的餘量，通常需要增加圍繞邊界的（de）環切刀軌。若忽略餘量不（bú）均勻（yún）性要求，行切走刀的（de）刀軌長度（dù）通常是（shì）比較短（duǎn）的；若考慮餘量的不均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多（duō）島（dǎo）嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總（zǒng）的（de）加工時間影響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀軌長（zhǎng）。行切走刀（dāo）刀位容易計算（suàn），占用內存少，但抬刀次數較多。采用環形（xíng）刀軌時，則需要多次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根據外形（xíng）特征（zhēng）選擇

工件外形特征決定了加工的走刀方式（shì）。根據加工客體（tǐ）的不同，可將工件簡單的分成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，由於該類工件多為毛坯整體掏（tāo）銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大（dà），采用行切方式有（yǒu）利於發揮機床的最大進（jìn）給速度，提高加工效率，同時其切削表（biǎo）麵質量也好（hǎo）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件或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同（tóng）時曲麵對型麵精度要求較高；其次是環切（qiē）加工與行切方式相比具有良好的曲麵加工特性，更（gèng）能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加工策略選擇

零件的加工（gōng）常分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加（jiā）工（gōng）階段，合理劃（huá）分（fèn）加工階段（duàn）是保證加工精度所必須的。傳統加工方式因（yīn）機床功能相對單一，所以工藝（yì）路線中可較明顯地（dì）看出各個階段的界線，但數控銑削加工方式下這個（gè）界線（xiàn）相對模糊，而（ér）且可能會有揉合的情況(如粗（cū）加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（bǎo）證加工質量考慮，數控加工時加工階段的（de）劃分也是需要的（de），但為了減少裝夾時間和簡化走刀動作等，如（rú）何確定各階段的加工內容，考（kǎo）慮的問題可能與傳統加工工藝有（yǒu）些不同。

粗加工的主要（yào）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（qiē）方式或複合方式進行層切。半（bàn）精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平（píng）整，表麵精（jīng）加（jiā）工餘量均勻。故多采用環切方式。精加（jiā）工的主要目標是獲得幾何尺（chǐ）寸（cùn）、形狀精（jīng）度及表（biǎo）麵質量符合（hé）要求（qiú）的（de）工件。應根據工（gōng）件的幾（jǐ）何特征對內（nèi）部采用行切（qiē）方式，對邊緣及接合處采用環切方式（shì）。

4、根據編程策略選擇

編程時確定走刀方（fāng）式的（de）原則主要有：應能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工（gōng）路線，減少刀具空程移動時（shí）間；應使數值計算簡單，程序段數量少，以（yǐ）減少編程（chéng）工作量。一般而言，對於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次（cì）數；自由曲麵類環（huán）切方式逼近形狀。毛坯形狀的選用大小會（huì）影響編程的選擇，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切方式形（xíng）腔加（jiā）工；或將用環切（qiē）加工的自由曲麵改用行切方（fāng）式去大餘量，以（yǐ）提高（gāo）加工效率。