​CNC數控加工,如（rú）何（hé）正確選擇走刀（dāo）方式技巧！

隨著現代製（zhì）造加工技術的不斷（duàn）發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了廣泛的（de）應用和發展。CAM 係統生成的加（jiā）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（xiǎng）加工（gōng）工件的精度（dù）、表麵粗糙度（dù）、總體（tǐ）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。

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

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概念

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

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分為4類：單向（xiàng）走刀、往複走刀、環切走（zǒu）刀和複合走（zǒu）刀。複合走刀是前三種的混合走刀。采（cǎi）用單向或（huò）往（wǎng）複走刀，從加工策略來說都是行切走刀（dāo）。因此根（gēn）據加工策略的不同，走刀方式（shì）又可分為行切（qiē）、環切和其他特殊方式（shì）。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（jìn）給速度，同（tóng）時其切削表（biǎo）麵質量也好於環切加工。然（rán）而（ér），當複雜（zá）的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個（gè）內輪廓時，常常會產生附加的抬（tái）刀動（dòng）作， 即在刀（dāo）具軌跡某處，或者（zhě）為（wéi）避免刀具與（yǔ）凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一刀具軌跡起始處，然後（hòu）繼續切削動作。

行切加工刀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。適用於簡單型腔精加工或去（qù）除大（dà）餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環切加工中刀具沿著（zhe）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（jiàn）時保持相同的切削狀態。由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，計算複雜且耗時。適用於複（fù）雜型腔及曲麵的加工。如（rú）圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的形狀及幾何要素：工件（jiàn）自身的形狀及（jí）幾何要素包括加工域的幾（jǐ）何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬於不（bú）可變化（huà）的因素（sù），但（dàn）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（jiē）過程，是走刀方（fāng）式選擇的直接依據。工藝（yì）路線決定了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加（jiā）工、半精加工、精加工的劃分等。實現目標（biāo）的工藝路線（xiàn）有多種，這就決定了走刀方式的不同（tóng）選擇。

3、工件材料（liào）：工件材料也是決定（dìng）走刀（dāo）方式的因素之一，工（gōng）件材料是直接的加工對象，並不直（zhí）接（jiē）影（yǐng）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（fāng）式。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（pèi）是否均勻，同時對可選（xuǎn）毛（máo）坯的工件，利用毛坯（pī）大小、形狀的（de）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（fāng）式也間接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力對（duì）切（qiē）削用量影響而導致走刀方式的（de）改變（biàn），振動對走刀方式影響（xiǎng）。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形（xíng）狀、刀具長度、刀具齒數等，這些參數決定了刀具與工件接觸的麵積大小和頻率，因而決定（dìng）了單位時間裏切削材料的（de）體積大小和機床負荷，其耐磨程度與刀具壽命（mìng）則決定了切削時間（jiān）的長短。而其（qí）中對走刀方式產生（shēng）直接影響的是（shì）刀具大小（即直徑（jìng））。由於選（xuǎn）取不（bú）同直徑的刀具，會影響（xiǎng）殘留區（qū）域的大小，造成（chéng）加工軌跡的變化，導致（zhì）走刀（dāo）方式的不（bú）同。

6、加工域選擇：在銑削過（guò）程中，當複雜的平（píng）麵型腔（qiāng）帶有多個凸台從而形（xíng）成多個內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬刀動作；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（jiā）長，則會嚴重降（jiàng）低切削加工的效率（lǜ）。因此，如（rú）何最大限度地減少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，分別加工各子區域，抬刀發生在各子區域之間，同時根（gēn）據走刀方式對這些（xiē）加工（gōng）子（zǐ）區域合並或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域選（xuǎn）擇，既減少了抬刀次數（shù）又不（bú）會使加（jiā）工軌跡的相（xiàng）對變長，同時可對新區域采用（yòng）最合理的走刀方式，提高了加工效率。

三（sān）、走刀方式的（de）合理選擇

1、基本選（xuǎn）擇（zé）原則

選擇走刀方式時（shí）要考慮兩點：一是加（jiā）工時間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般（bān）來說，環切方式是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（shì）的加工餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻（yún）的餘量，通常需要增加圍繞邊界（jiè）的環切刀軌。若忽略餘量不均勻（yún）性要求，行切走刀的刀軌長度通（tōng）常是比較短的；若考慮餘量（liàng）的不均勻性而增加環切刀軌，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（guǐ）對總的（de）加工時間影響比較明顯，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（jìn）行偏（piān）置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征（zhēng）決定了加工的走刀方式。根據加工客體的不同，可將工件簡單的分（fèn）成平麵（miàn）形腔類和自由曲麵類。平麵（miàn）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、基座等零件（jiàn），加工餘量（liàng）較大，采用行切方式有利（lì）於發（fā）揮機床的最大進給速度，提高加工效（xiào）率，同時其切削表麵質（zhì）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（yú）曲麵多為鑄（zhù）件或由規則形（xíng）狀（zhuàng）加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵精度要求較高；其次是環切加工與行切方式相比具有良好（hǎo）的曲（qǔ）麵加工特性，更（gèng）能逼近曲麵的真實形狀（zhuàng）。

3、根據加（jiā）工策略（luè）選擇

零件的加（jiā）工（gōng）常分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加工階段，合理劃分加工（gōng）階段是保（bǎo）證加工精度所必須的。傳統加工方式因機（jī）床功能相對單一，所（suǒ）以工藝路線中可較明顯地看出各（gè）個階段的界線，但數控銑削加工方式（shì）下這個界線相（xiàng）對模糊，而且可能會（huì）有（yǒu）揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工階段也可能（néng）有粗加工的痕跡（jì）)，從保（bǎo）證加（jiā）工質量考慮，數（shù）控加工時加工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾（jiá）時間和簡化走刀動作等，如（rú）何確定各階段的加工內（nèi）容，考慮的問題可能與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要（yào）目標是追求（qiú）單位時（shí）間內的材料去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多采用（yòng）行切方式或複合方式（shì）進行層切（qiē）。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切方式。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精（jīng）度及表麵質量符合要求（qiú）的工件。應（yīng）根據工件的（de）幾何特征對內部（bù）采用行切方式，對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根（gēn）據編（biān）程策略選擇

編程時確定走刀方式的原（yuán）則主要有（yǒu）：應能保證零件（jiàn）的加工精度（dù）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間；應使數值計算簡單，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（cǎi）用行切方式（shì）劃分加工域，以減少抬刀次數；自由（yóu）曲麵類環切方式逼（bī）近形狀。毛坯（pī）形狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工（gōng）轉化為易裝夾的行切方式形腔（qiāng）加（jiā）工；或將（jiāng）用環切加工的自（zì）由曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。