​CNC數控加工,如何正確選擇走刀方式技巧！

隨著（zhe）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。CAM 係統（tǒng）生成的加工刀具軌跡（即（jí）走刀方式）是控製設備加工運作的核心，它直接影響加工工件的精（jīng）度（dù）、表麵粗糙度、總體加工時間、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（shì）的不同特點，及影響其選擇的部分因素的（de）分析，並且（qiě）針對銑削過（guò）程中工藝方法及走刀方（fāng）式的比較（jiào），為如何選擇合適的走刀（dāo）方式（shì）提供了參考（kǎo）依據。

一、走刀（dāo）方式

1、走刀方式的基本概念

數控加工中，走刀方（fāng）式是指刀具完成工件切削時的軌跡（jì）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（dào）零件的尺寸及精度要求，但加工效（xiào）率卻不相同（tóng）。

2、走刀方式的分（fèn）類

走刀方式可化分為（wéi）4類：單向（xiàng）走（zǒu）刀、往複走刀、環切走刀和複合走（zǒu）刀。複合走刀是前三種的（de）混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工策略來說（shuō）都是（shì）行切（qiē）走刀。因此根（gēn）據加工策略的不同，走刀方式又可分為行切、環切（qiē）和其他特殊方式。通常使（shǐ）用的是行切和環切。

行切方式（shì）加工，有利於發（fā）揮機床的最大進給速度，同時其切削表（biǎo）麵質量也好於環切加工。然而，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台（tái）從（cóng）而形成（chéng）多個內輪廓時，常常會產生附加的抬（tái）刀動（dòng）作， 即在刀具軌跡（jì）某處，或者為（wéi）避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具（jù）回至剩（shèng）餘未加工區域， 就要讓刀具抬（tái）起（qǐ），使之距加工平（píng）麵有（yǒu）一定高度，再平移（yí）至另外一刀具軌跡起始處（chù），然後（hòu）繼續切削動作（zuò）。

行切加工（gōng）刀具軌（guǐ）跡主要由一係列與某一固定方（fāng）向平行（háng）的（de）直線段組成（chéng），計算簡單。適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（qiē）加工中（zhōng）刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走（zǒu）刀，由一組封閉曲（qǔ）線（xiàn）組成，能（néng）保（bǎo）證刀具（jù）切削零件時保持相同的切削狀態。由於環（huán）切加工是通過連續偏置（zhì）構造當前環形軌跡圖來計算下一條（tiáo）環形軌跡，計算複雜（zá）且耗時。適用於複（fù）雜型腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀軌。

二（èr）、影響（xiǎng）走刀方式的因素

1、工件自身的（de）形狀及幾何要素：工件自身的形狀及幾何要素包（bāo）括加工（gōng）域的幾何形狀、島嶼（yǔ）的大小（xiǎo）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（huà）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（xiàn）是實現加工（gōng）目的的直接過程（chéng），是走刀方式（shì）選擇的直接依據。工（gōng）藝路線決定了加（jiā）工域（yù）的先（xiān）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（děng）。實現目標的工藝路線有多種，這（zhè）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（dāo）方式的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不（bú）直接影響走刀方式，但會對（duì）刀具材料、大小、加工方式等（děng）選用產生（shēng）影響，從而間接影（yǐng）響走刀方（fāng）式。工件毛坯的（de）形狀和大小等會造成（chéng）工件各部分（fèn）的加工餘量分配是否均勻，同時（shí）對可選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀的不同，會改變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加工策略，導致采取（qǔ）不同的走刀方式。

4、工件（jiàn）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”的影（yǐng）響，緊固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（yǐng）響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形狀、刀具長（zhǎng）度、刀具齒數等，這些參數決（jué）定了（le）刀具與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（tǐ）積（jī）大小和機床負荷，其耐磨程度（dù）與（yǔ）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（tóng）直徑的刀具，會影響（xiǎng）殘（cán）留區域的大小，造成加（jiā）工軌跡（jì）的變化，導致走刀方式（shì）的不同。

6、加工域選擇：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（kuò）時，對於行切（qiē）常常會產生附加的抬刀動作；對於環切則會使加工軌跡加長。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。因此，如何最大限度地減少這種狀況的次數就（jiù）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（gàn）子區域，分別加工各（gè）子區域，抬刀（dāo）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（fèn）割，甚至於忽略。這種不（bú）同的加工域選擇，既減少了抬刀次數又不會使（shǐ）加工軌跡的相對（duì）變長（zhǎng），同時可對新區域采用最合理的（de）走刀方式，提高了加工（gōng）效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇（zé）走刀方式時（shí）要考慮（lǜ）兩點：一是加工時（shí）間的長短（duǎn），二是加工餘量是否均勻。一般來（lái）說，環切方（fāng）式是基於工件形狀的走刀（dāo）方式，加工（gōng）餘量較均勻。而選用行切方式的加工餘量較不（bú）均勻，若希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需（xū）要增加圍（wéi）繞（rào）邊界的環（huán）切刀軌。若忽略餘量不均（jun1）勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是（shì）比較短的；若（ruò）考（kǎo）慮餘量的（de）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對總的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（wèi）容易計算，占用內（nèi）存少（shǎo），但抬刀（dāo）次數較多（duō）。采用環形刀軌時，則需要多次對環（huán）邊界進（jìn）行偏置並清除自交環。

2、根據外（wài）形特征選擇

工件外（wài）形特征決（jué）定了加（jiā）工（gōng）的走刀方式。根據加工客體的不同，可將（jiāng）工件簡（jiǎn）單的分（fèn）成平（píng）麵形腔類和自由曲麵（miàn）類。平（píng）麵形腔類一般采用行（háng）切方式加工，由於該類工（gōng）件多為毛坯整體掏銑加工成（chéng）型，如盒體、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（sù）度，提（tí）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，主要是由於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成型，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（qiē）加工（gōng）與行切方式相比具有良（liáng）好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根（gēn）據加工策略（luè）選擇

零件的加工常分為粗加工、半精（jīng）加工、精加工三個加工階段，有時還有光（guāng）整加工階段，合理劃分加（jiā）工階段是保證加工精度所必須的。傳統加工方式因機床功能相對單一，所（suǒ）以工藝路線中可較明顯（xiǎn）地看出各（gè）個階段（duàn）的界線，但數控銑削加工（gōng）方式下（xià）這個界（jiè）線（xiàn）相對模（mó）糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工（gōng）階段有精加工的內容，精加工（gōng）階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量考慮，數控加工時加工階段的劃（huá）分也是需要的，但為（wéi）了減少裝夾時間和簡化走刀動作等，如何確定（dìng）各階段的（de）加工內容，考慮的問題可能與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是追求單位時間內（nèi）的材料去除（chú）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。半精加工的主要目標是使工（gōng）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（chǐ）寸、形（xíng）狀精度及表麵質量符合要（yào）求（qiú）的工件。應根據工件的幾何特征對內部采用行（háng）切方式，對邊緣及接合處采用環（huán）切方式。

4、根據編（biān）程策略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡（jìn）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（jiǎn）少編（biān）程工（gōng）作量（liàng）。一般而言，對於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由（yóu）曲麵類環切方式逼近形狀。毛坯形狀的選用大（dà）小（xiǎo）會影響編程的選擇，可（kě）通過加（jiā）大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工轉（zhuǎn）化為易裝夾的行切方式形腔加工；或將用環切加工的自（zì）由曲麵改（gǎi）用行切方式去大餘量，以提高加工效率。