CNC數控加工（gōng）,如何正確（què）選擇走刀方式技巧！

隨著現（xiàn）代製造加工技術的不斷發（fā）展（zhǎn），數控加（jiā）工設備和其配（pèi）套的CAM 係統得到了廣泛的應用和發展。CAM 係統生成的加（jiā）工（gōng）刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工運作的核心，它直接影響加工工（gōng）件的精（jīng）度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床刀具（jù）的使用壽命等多個方麵，最終決（jué）定生產效率（lǜ）。

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

一、走刀（dāo）方式

1、走刀方式的基本概念（niàn）

數控（kòng）加工中，走刀（dāo）方式是指刀具完成工件切削（xuē）時的軌跡規劃（huá）方式。在對（duì）同一（yī）個（gè）零（líng）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（qiú），但加工（gōng）效率（lǜ）卻不相同。

2、走刀（dāo）方式的分類

走刀方式可（kě）化分為4類：單向走刀、往複走（zǒu）刀、環切走刀和複合（hé）走刀。複合走刀是前三（sān）種的混合（hé）走刀（dāo）。采用單向或往複走刀，從加工策略來說都（dōu）是（shì）行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通常使用的（de）是行切和環切。

行切方式加工，有（yǒu）利（lì）於（yú）發揮機床的最大進給速度，同時其切削（xuē）表（biǎo）麵質量也好（hǎo）於環切加工。然而，當複雜的平麵型腔（qiāng）帶有多個凸台從而形成多個內（nèi）輪（lún）廓時，常常（cháng）會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處（chù），或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回（huí）至剩餘未加（jiā）工區域， 就要（yào）讓刀具抬起，使之距加工平麵（miàn）有一定高度，再平移至另外一刀（dāo）具軌跡起始處，然後（hòu）繼續切削動（dòng）作。

行切加工刀具軌（guǐ）跡（jì）主要由（yóu）一係列與（yǔ）某一（yī）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除（chú）大餘量的粗加工。如圖1—往（wǎng）複行切刀軌。

環（huán）切加工中刀具沿著邊界（jiè）輪廓相似（sì）的路徑（jìng）走刀，由一組封閉曲線組成，能保（bǎo）證刀具切（qiē）削零件時保持相同（tóng）的切削狀態。由於環切加工是通過（guò）連續偏置構造當（dāng）前環形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時。適（shì）用（yòng）於（yú）複雜型腔及曲麵的加工（gōng）。如圖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：工件自身的形（xíng）狀及（jí）幾（jǐ）何要素（sù）包（bāo）括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵（miàn）。這（zhè）是工件本身固有的特性，是屬於不可變化的因素，但卻（què）是決定走刀方式的根本（běn）因素。

2、工藝（yì）路線：工藝路（lù）線（xiàn）是（shì）實現加工（gōng）目的的直接過程，是走（zǒu）刀方式（shì）選擇的直接依據（jù）。工藝路（lù）線決定了加工域的先後順序，島嶼的合（hé）並及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分（fèn）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（jiàn）材（cái）料：工件材料也是決定走刀（dāo）方式的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直接影響走刀方式，但（dàn）會對刀（dāo）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式。工件毛坯的（de）形狀和大小等會造成工件各部（bù）分的加工餘量分配是否均（jun1）勻，同時對（duì）可選毛坯的工件，利（lì）用毛（máo）坯大小、形狀的不同（tóng），會改變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加（jiā）工策略，導致采取不同的走刀（dāo）方式（shì）。

4、工件的裝夾及緊（jǐn）固方（fāng）式：工件的（de）裝夾（jiá）及緊固方式（shì）也間（jiān）接影響走刀方式，如壓板產生（shēng）的新“島嶼”的影響，緊固力對切削用量影（yǐng）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、刀（dāo）具形（xíng）狀、刀（dāo）具長度、刀具齒數等，這些參數決（jué）定了刀具與工件（jiàn）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（fù）荷，其耐磨程度與刀具壽（shòu）命則決定了切削時間的（de）長短。而其中對走刀方式產生（shēng）直接影響的是刀具大小（即直（zhí）徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致走刀（dāo）方式的不同。

6、加（jiā）工域選擇：在銑削過程中，當複雜的（de）平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個（gè）內輪廓時，對於行切常常會產生附（fù）加的抬刀動（dòng）作；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附（fù）加抬刀動作（zuò）或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削加工的效（xiào）率。因此（cǐ），如何最大限度地減少（shǎo）這（zhè）種（zhǒng）狀況（kuàng）的次（cì）數就是我們所關注的一（yī）個主要問題。

把整（zhěng）個切削區域（yù）按加工需要分成若（ruò）幹子區域，分別加工各（gè）子（zǐ）區域，抬刀發生在各子區域之間，同時根據走刀方（fāng）式對這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（shǎo）了抬刀次數又不會使加工（gōng）軌跡的相對變長，同時可對新區域（yù）采用最合理的走刀方式，提高（gāo）了加工效率。

三、走（zǒu）刀方式的合理選擇（zé）

1、基本選擇（zé）原則

選擇走刀方式時要（yào）考慮兩點（diǎn）：一是加工時間的長短（duǎn），二是加工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是基（jī）於工件形狀的走刀方式，加（jiā）工餘量（liàng）較均勻（yún）。而選用行切方式的加（jiā）工餘量較不均勻，若希（xī）望（wàng）行切加工後留下較均勻的（de）餘量（liàng），通（tōng）常需要增加圍繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀（dāo）軌長度通常是比較短的；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（如多島嶼（yǔ）情（qíng）況），則圍繞邊（biān）界的（de）環切刀軌對總的加工時間影（yǐng）響比較明顯，行（háng）切刀軌一般會（huì）比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計（jì）算，占用內存少，但（dàn）抬刀次數較（jiào）多。采（cǎi）用環形刀軌時，則需要多次對環邊界進行偏（piān）置並清（qīng）除自交環。

2、根據外形（xíng）特征選擇（zé）

工（gōng）件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工客體的不同，可（kě）將工件簡單的（de）分成平麵形腔（qiāng）類和自由曲麵類。平麵（miàn）形腔類（lèi）一般采用行（háng）切方式加工，由於該類工件多為毛坯整（zhěng）體掏銑加工成型，如盒體、基座等零（líng）件，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮機床的最大進給（gěi）速度，提高加工效率，同時（shí）其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲（qǔ）麵類一般采用環（huán）切加工，主要是由於曲麵多（duō）為鑄件或由規則形狀加工成型，餘量分布不（bú）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（yǒu）良好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加工（gōng）策略（luè）選（xuǎn）擇

零件的加工常分為粗（cū）加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加（jiā）工階（jiē）段，合理劃分加工階段是保（bǎo）證（zhèng）加工精（jīng）度所必須的。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（míng）顯地看出（chū）各個階段的界線，但數控銑削（xuē）加工方式下這個（gè）界線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工階（jiē）段有精加工的內容，精加工階段也可（kě）能有粗加工的痕跡)，從（cóng）保證加工質（zhì）量考慮（lǜ），數控加工時加工階段的劃分也是需（xū）要的，但為了減少（shǎo）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（róng），考（kǎo）慮的問題可能（néng）與傳統加（jiā）工工藝有些不同（tóng）。

粗加工的主要目標是追求單位時間內的（de）材料去除（chú）率，並為（wéi）半精加工準備（bèi）工件的幾何輪廓。 故多采用行切方式或複合方式進行（háng）層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵精加工（gōng）餘量均勻。故多采用環（huán）切方式。精加工的主要（yào）目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表（biǎo）麵質量符合要求的工件。應根據工件的幾（jǐ）何特征對內部采用行切方式，對邊緣及接合處采用環切（qiē）方（fāng）式。

4、根據編程策略（luè）選擇

編程（chéng）時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零件（jiàn）的加工精度和表麵粗糙度的（de）要求;應盡量縮短加（jiā）工路線（xiàn），減少刀具空程移動（dòng）時間；應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。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（tái）刀次數；自由曲麵類環切方式逼近形狀。毛坯（pī）形狀的選用大小（xiǎo）會影（yǐng）響編程的選（xuǎn）擇，可（kě）通過（guò）加大毛坯外形，將不易裝（zhuāng）夾（jiá）的外形加工轉化為易裝夾的（de）行切（qiē）方式形腔加工；或將用環切（qiē）加工的自由曲（qǔ）麵改用（yòng）行切方式去（qù）大餘量，以提高加工效（xiào）率（lǜ）。