​CNC數控加工,如何正確選擇走刀方式技巧！

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 係統得到了廣泛（fàn）的應用和發展。CAM 係統生成（chéng）的加工刀具軌跡（即走刀方式）是（shì）控製設（shè）備加工運作的核（hé）心，它直（zhí）接影響加工工件（jiàn）的精（jīng）度、表麵粗糙度、總體加工時間、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（dāo）方式的不同特點，及影（yǐng）響其選擇的部分因素的（de）分析，並且針對銑削過程中工藝方法及走刀方式的比較，為如何（hé）選擇合適（shì）的走刀方（fāng）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（wán）成工（gōng）件切削時的軌跡規劃（huá）方式。在（zài）對同一個零（líng）件加工中（zhōng），多種走（zǒu）刀方式都可以達到零件的尺寸及精度要求，但（dàn）加工效率卻不相同（tóng）。

2、走刀方（fāng）式的分類

走刀方式可化分為4類：單向走刀、往（wǎng）複走刀、環切走刀和複合走刀。複合走刀是前三種（zhǒng）的混合走刀。采（cǎi）用單向或往複走刀，從加工策略來說都是行切走（zǒu）刀。因此根據加（jiā）工策（cè）略的不（bú）同，走刀方式又可分（fèn）為行切、環切和其他特殊方式（shì）。通常使（shǐ）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，同時其切削表麵質量也好於環切（qiē）加工。然而，當複雜的平（píng）麵型腔（qiāng）帶（dài）有多個凸台（tái）從而（ér）形成（chéng）多個內輪廓時，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，或者為使刀具回至剩（shèng）餘未加工區域（yù）， 就要（yào）讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另（lìng）外一刀具軌跡（jì）起始（shǐ）處，然後繼續切削動作（zuò）。

行切加工刀具軌跡（jì）主要由一係列與某一（yī）固定方向平行（háng）的直線段（duàn）組成，計算簡單。適用（yòng）於簡單型腔精加工或去除大餘（yú）量的粗加工。如（rú）圖1—往複行切刀軌。

環切加工中刀具沿著邊界輪廓（kuò）相似（sì）的（de）路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保（bǎo）證（zhèng）刀具切削零件時保持相（xiàng）同的切削狀態。由於環（huán）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（zá）且耗時。適用於複雜（zá）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（jiā）工域的幾何形狀（zhuàng）、島嶼的大小和位置等方麵（miàn）。這是工件本身（shēn）固有的特性，是屬於不可（kě）變（biàn）化的因素（sù），但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過（guò）程，是走刀方（fāng）式選擇的直接依據。工藝路線決定了加工域的（de）先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實（shí）現目標的工藝路線有（yǒu）多（duō）種，這就決（jué）定了（le）走刀方式的不同選擇。

3、工（gōng）件材料：工件材（cái）料也是決定走（zǒu）刀方式的因素之一，工件材料是直接的加工（gōng）對象，並不直接影響走刀方式（shì），但會對刀具（jù）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（máo）坯（pī）的形狀和大小等會（huì）造成工件各部分的加工餘量分配是否均勻，同（tóng）時對（duì）可（kě）選毛坯的工件，利用毛坯大小（xiǎo）、形狀的不（bú）同，會改變（biàn）裝夾方（fāng）式、加工（gōng）域的重新（xīn）分（fèn）配等（děng）影響加工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件（jiàn）的裝夾（jiá）及緊固方式（shì）：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（de）新“島（dǎo）嶼”的影響，緊固力對切削用量影響而導致走刀方式的改變，振動對走刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料、刀（dāo）具形狀、刀具長度（dù）、刀具齒數（shù）等，這些（xiē）參數決定了刀具與工（gōng）件接觸的（de）麵積大小和頻率，因（yīn）而決定了單位時間裏切削材料的體積大小和機床負荷，其耐磨程度（dù）與刀具壽命則（zé）決定了切削時間（jiān）的長短。而其中對走刀方（fāng）式（shì）產（chǎn）生直接（jiē）影響的是（shì）刀具大小（即（jí）直徑）。由於選（xuǎn）取不同直徑的刀具，會影響殘（cán）留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致（zhì）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（miàn）型腔帶有（yǒu）多個凸台從而（ér）形成多個內輪廓時，對於行切常（cháng）常會產生附加（jiā）的（de）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（cǐ），如何（hé）最大限度地減少這種狀況的次數就是我們（men）所關注的一個主要問題。

把整個切削區域按加工需要分成（chéng）若幹子區域，分別加（jiā）工各（gè）子區域，抬刀（dāo）發生在各子區域之間（jiān），同時根據走刀方式對這些加工子區域合並或分割（gē），甚至於忽略。這種不同的加（jiā）工域選擇，既減少了抬刀（dāo）次（cì）數又不會使加工軌（guǐ）跡的相對變（biàn）長，同時可對新區（qū）域采用最合（hé）理的走刀方（fāng）式，提高（gāo）了加工效率。

三、走刀方式（shì）的合理選擇

1、基本（běn）選擇原則

選擇走刀方式時要考慮兩點：一是加工時間的長短，二是加工餘量是否（fǒu）均（jun1）勻。一般來說，環切（qiē）方式是基於工件形狀的走刀方式，加工餘量較均勻（yún）。而（ér）選用行切方（fāng）式的加工餘量較不均勻，若（ruò）希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需要增加圍繞邊界的環切刀軌。若忽略（luè）餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌（guǐ）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（jiā）工區域邊界較（jiào）長（如多島嶼情（qíng）況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時間影響（xiǎng）比（bǐ）較明顯，行切刀軌一般會比環（huán）切刀軌（guǐ）長。行切走刀刀位容易計（jì）算，占用內存少，但抬刀（dāo）次數較多。采用環形刀軌時，則需（xū）要多次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外（wài）形特征決定了加工的走刀方（fāng）式（shì）。根據（jù）加工客體的不同，可（kě）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（jiā）工，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加（jiā）工成型，如盒體、基（jī）座等零件，加工餘量較（jiào）大（dà），采用行切方式有（yǒu）利於發揮機床的（de）最（zuì）大進給速度，提高（gāo）加工效率，同時其切削表麵質量也好於環切加工（gōng）。

自（zì）由曲麵類一般（bān）采用（yòng）環切加工（gōng），主（zhǔ）要是由（yóu）於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成型（xíng），餘量分布不均勻（yún），同時曲麵對型麵精度要求較（jiào）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（jiā）工策略選擇

零件（jiàn）的加工常分為粗加（jiā）工、半精加工、精加工三（sān）個加（jiā）工階段，有時還有光整加工階段，合理劃分加工（gōng）階段是保證加工精度所必須的。傳統加（jiā）工方式因（yīn）機床功能相對（duì）單一，所以工藝路線中可較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（jiè）線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工（gōng）階段有精加（jiā）工的內容，精加工階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量考慮，數（shù）控加工時加工階段的劃分也是需要（yào）的，但為了減少裝夾時間（jiān）和簡化走刀動作等（děng），如何確定各階段的加（jiā）工內容，考慮的問題可能與傳統加（jiā）工工藝有（yǒu）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（lǜ），並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故（gù）多采用行切方式（shì）或複合方式進行層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切（qiē）方式。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度（dù）及表（biǎo）麵質量符合要求的工件。應根據（jù）工件的幾何特征對內部采用行切方式，對邊緣及（jí）接合（hé）處采用環切方式。

4、根據編程策（cè）略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應（yīng）能保（bǎo）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（lù）線，減（jiǎn）少刀具空程（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（yóu）曲麵類環切方式逼近形狀。毛（máo）坯形狀的選用大小會影響編（biān）程（chéng）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（jiá）的行切方式形（xíng）腔加工；或將用環切加工（gōng）的自由（yóu）曲麵改用行切方式去大餘量，以提高（gāo）加工效率。