​CNC數控加工,如（rú）何正確選擇（zé）走刀方式技巧！

隨著現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（xì）統（tǒng）得到了廣泛的應用和發展。CAM 係統（tǒng）生成的加（jiā）工刀具（jù）軌（guǐ）跡（即走（zǒu）刀方式）是控（kòng）製設備加工運作的核心，它直接影響加（jiā）工工件的精度、表（biǎo）麵粗糙度、總體加工（gōng）時間、機床刀具的使用壽命等多個方麵，最終決（jué）定生產效率。

本文通過對走刀方式的不（bú）同特點，及影響其選擇的部（bù）分（fèn）因（yīn）素的分析，並且針對銑削過程（chéng）中工藝方法及走刀方式的比較，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（shù）控加工（gōng）中，走刀方式是指刀具完成工件切削時的（de）軌跡規劃方（fāng）式。在（zài）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度要求，但加工（gōng）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（zǒu）刀、往複走（zǒu）刀、環切走刀和複合走刀。複合走（zǒu）刀是前三種的混合（hé）走刀。采用單向（xiàng）或往複走刀，從加工策略來說（shuō）都是行切走刀。因此根據（jù）加工策略的不同，走刀方式又（yòu）可分為行切、環切和其他特（tè）殊方式。通常使用的是行切和環切。

行切方式加工（gōng），有（yǒu）利於發揮機床的最大進給速度，同時其切削表（biǎo）麵（miàn）質量也好於環切（qiē）加工。然（rán）而，當複雜（zá）的（de）平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的抬刀動作（zuò）， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與（yǔ）凸台發生幹涉，或（huò）者（zhě）為使刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬起（qǐ），使（shǐ）之（zhī）距加工平麵有一定高（gāo）度，再平移（yí）至（zhì）另外一刀具軌跡起始處，然後繼續（xù）切削動作。

行切加工刀具軌跡主（zhǔ）要由一係列與某一固定方向平行的直線段組成，計算（suàn）簡單。適用於（yú）簡單型腔精加工或去除（chú）大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環切（qiē）加工中刀具沿著（zhe）邊界（jiè）輪廓相似（sì）的路徑走（zǒu）刀，由一組封閉（bì）曲線（xiàn）組成，能保證刀具切削零件時保持相同的切削狀態。由於環切（qiē）加工是通過連續偏置構（gòu）造當前環形軌跡（jì）圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時。適（shì）用（yòng）於複雜型腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀（dāo）軌（guǐ）。

二、影響走刀方（fāng）式的因（yīn）素

1、工件（jiàn）自身（shēn）的形狀及幾何要素：工件自身（shēn）的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置（zhì）等方麵。這是工件本身固（gù）有的特性，是屬於不可變化的因素，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（mù）的的（de）直接（jiē）過程，是走刀方式選擇的直接依據。工藝（yì）路線決定了加工域的先後順序，島嶼（yǔ）的合並及拆分，粗加工、半精加工、精加工（gōng）的劃分等。實現目標的（de）工（gōng）藝路線有（yǒu）多種，這就決定（dìng）了走刀方式的不（bú）同選擇。

3、工件材料：工件材料（liào）也是決定走刀方式（shì）的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直（zhí）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（yǐng）響，從而（ér）間（jiān）接影響（xiǎng）走（zǒu）刀（dāo）方式。工件（jiàn）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（tóng）時對可選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀（zhuàng）的不（bú）同，會改變裝（zhuāng）夾方式、加工域的重新分配等（děng）影（yǐng）響加工（gōng）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（zhuāng）夾及緊固方式也間接影響走（zǒu）刀方式，如壓板產生（shēng）的新“島嶼”的影響，緊固力對切（qiē）削用（yòng）量影（yǐng）響而（ér）導致走刀方式的改變，振動對走刀方式影響。

5、刀具的（de）選用：刀具的選用包括刀具材料、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荷，其耐（nài）磨程（chéng）度與刀具壽命則決定了切削（xuē）時間（jiān）的長短。而其中對（duì）走刀方式產生直接影響的是刀具大小（xiǎo）（即直徑）。由於選取不（bú）同直徑的（de）刀具，會影響殘留（liú）區域的（de）大小（xiǎo），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（xuē）過程中，當複雜的（de）平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，對於行切常常會產生（shēng）附加（jiā）的抬（tái）刀動作；對於環切則會（huì）使加工軌跡加（jiā）長。這種附加抬刀（dāo）動作或加工軌跡加長（zhǎng），則會嚴重降低切削加工（gōng）的（de）效率。因此，如（rú）何最大（dà）限度地減少這種狀（zhuàng）況的次數就是我們所關注的一個主要（yào）問題。

把整（zhěng）個切削區域按加（jiā）工需要分（fèn）成若幹子區域，分別加（jiā）工各（gè）子區（qū）域，抬刀發生在各子（zǐ）區（qū）域之間，同時根據走（zǒu）刀方式對這（zhè）些加工子區域合並或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域選擇，既減少了抬刀次數又不會（huì）使加工軌跡的相對變長，同時可對新區域采用最合理的（de）走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀（dāo）方式的合理（lǐ）選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要（yào）考慮兩點：一是加工（gōng）時間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般來說（shuō），環切方式是基於工件（jiàn）形狀的走刀方式，加工餘量較均勻（yún）。而選用行切（qiē）方式的加工餘量較（jiào）不均（jun1）勻，若希望行切加工後留（liú）下較均勻的餘量，通常需（xū）要增加（jiā）圍繞邊界的環切刀軌。若（ruò）忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是（shì）比較短的；若考慮餘量的不均勻性而增（zēng）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對總的加工時間影響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一（yī）般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計（jì）算，占用內存少，但抬刀次數較多。采（cǎi）用環形刀軌時（shí），則需要多次對環邊界進行偏（piān）置並清除自交環。

2、根據外（wài）形特征選擇（zé）

工件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工（gōng）客體的不同，可將工（gōng）件簡單的分成平麵（miàn）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（gōng）件多為（wéi）毛坯整（zhěng）體掏銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大，采用行（háng）切方（fāng）式有利於發揮機床的最（zuì）大進給速度，提高加工（gōng）效率，同時其切削表麵質量也好於環切（qiē）加工（gōng）。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由（yóu）於曲麵（miàn）多為鑄件或由規則（zé）形狀（zhuàng）加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵（miàn）對型麵精度要求較高；其次（cì）是（shì）環切加工與行切方式相比具有良好（hǎo）的曲麵加工（gōng）特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根（gēn）據（jù）加工策略選（xuǎn）擇（zé）

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有（yǒu）光整加工階段，合理劃分加工階段是保證加工精度所（suǒ）必須的。傳統加工方（fāng）式因機床功能相對單一（yī），所以工藝路線中可較（jiào）明顯地看出各個階段的界線，但數控銑削加工方式下這個界線（xiàn）相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質（zhì）量考慮，數控加工時（shí）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刀動作等，如何確定各（gè）階段的加工內容，考慮的問題可能與傳（chuán）統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多采用行切方式或複合方式進行層切。半精加工的（de）主要目（mù）標是（shì）使工件輪廓形狀平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切（qiē）方式。精加工（gōng）的主要目標是獲（huò）得（dé）幾何尺寸、形狀精度及表麵質量符合要求的工件。應根據工件的幾何特（tè）征對內部采用行切方式，對邊緣及（jí）接合處采用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時確定走刀方式的原（yuán）則主要有：應能保證零件的加工精度和（hé）表麵粗糙（cāo）度的要求;應盡量縮短加工路線，減少（shǎo）刀具空程（chéng）移動時間；應使數值計算簡單，程序段數（shù）量少，以減少編程（chéng）工（gōng）作量。一般而言，對於平麵形腔類采用行（háng）切（qiē）方式劃（huá）分加工域，以減少抬刀次（cì）數（shù）；自由曲麵（miàn）類環切方式逼近形狀。毛坯形狀（zhuàng）的選用（yòng）大小會影響編程的選擇，可通過加大毛（máo）坯（pī）外形，將不易裝夾的外（wài）形加工轉化為易裝夾的行（háng）切方式形腔加工；或將（jiāng）用環（huán）切加（jiā）工的自由曲麵改用行切（qiē）方式去大餘量，以提高加工效率。