​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（gōng）技（jì）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 係統生成的（de）加工刀具軌跡（即走刀方（fāng）式）是控製（zhì）設備加工（gōng）運作（zuò）的（de）核心，它（tā）直接影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床刀具的使用壽命等多（duō）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，及影（yǐng）響其選擇的部分因素的分析，並且針（zhēn）對銑削過程（chéng）中工藝（yì）方法（fǎ）及走刀方式的比較，為如何選擇（zé）合適的走刀方式提供了參（cān）考依（yī）據。

一、走（zǒu）刀方式

1、走刀（dāo）方式的基（jī）本概念

數控加（jiā）工中，走刀方式是指刀具完成（chéng）工（gōng）件切削時的軌跡規劃方式。在對同一個零件加工中，多種走刀方式都可以達到零件的尺寸及精度要求，但加工效率卻不相同。

2、走刀（dāo）方（fāng）式的分類（lèi）

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

行切（qiē）方式加工，有利（lì）於發揮機床的最大進給速（sù）度，同時其切削表麵質量也好於環切加工。然而，當複雜（zá）的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（dāo）動作， 即在（zài）刀（dāo）具軌（guǐ）跡某（mǒu）處，或者為避免刀具與凸台發生幹涉（shè），或者為使（shǐ）刀具回至剩餘未加工區（qū）域（yù）， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再（zài）平移（yí）至另外一（yī）刀具軌跡起始處，然後繼續切削動作。

行切加工刀具軌（guǐ）跡主要由一係列與某一固定（dìng）方向平行的直線段組（zǔ）成，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。

環切加工中刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀（dāo），由一組封閉曲線組成，能保證刀具切（qiē）削零件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（huán）形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時。適用於複雜型腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件（jiàn）自身的形狀及幾（jǐ）何（hé）要素：工件自身的形狀及幾何要素包（bāo）括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等（děng）方麵（miàn）。這是工件本（běn）身固有的特性，是屬（shǔ）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（gōng）藝路線：工藝路線是實現加（jiā）工目的的直接（jiē）過程，是走刀方（fāng）式選擇的直接依據（jù）。工藝路線決定了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實現目（mù）標的工藝路線（xiàn）有多（duō）種，這就決（jué）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，並不直接影響走刀方式，但會對刀具材（cái）料、大小、加工方式等選用產生影響，從而間接影響走刀方式。工件毛坯的形狀和大小等會造成工件（jiàn）各部分（fèn）的加工餘量分配（pèi）是否均勻，同時對（duì）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（de）重新分配等影響加工策略，導致采取不（bú）同（tóng）的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固（gù）方式：工件的裝夾及緊固方式也間（jiān）接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力（lì）對切（qiē）削用量影響而導致走刀方式的改變，振（zhèn）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、刀具（jù）形狀、刀具長度、刀具齒數等，這些參數決定了刀具與工（gōng）件接觸的麵積大小和頻率，因而決定（dìng）了（le）單位時間裏（lǐ）切削材料的體積大小和機床負荷，其（qí）耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其（qí）中對走（zǒu）刀方式產生直（zhí）接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域（yù）的大小，造成加工軌跡的變化，導致走（zǒu）刀方式的不同。

6、加工域選擇：在銑削過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，對於（yú）行切常常（cháng）會產生附加（jiā）的抬刀動作（zuò）；對於環（huán）切則會使加工軌跡加長。這種附加抬（tái）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（zuì）大限度地減少這種狀況的次（cì）數就是我們所關注的（de）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（jiā）工各子區域，抬刀發生在各（gè）子區域之間，同時根據走刀方式對這些加工子區域合並或分割，甚至於（yú）忽略。這種不同的加工（gōng）域選擇，既減少了抬刀（dāo）次數（shù）又（yòu）不會使加工軌跡的相（xiàng）對變長，同時可對新區域采用最合理的走刀方式，提高了（le）加工效率。

三、走（zǒu）刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇走（zǒu）刀方式時要考慮兩點：一是加工（gōng）時間的（de）長短，二是加工餘量是否均勻。一般（bān）來說，環切方式是基於（yú）工件形狀的走刀方式，加（jiā）工（gōng）餘量（liàng）較均勻。而（ér）選用行切方式的加工餘量（liàng）較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻的餘量（liàng），通常需要（yào）增加（jiā）圍繞邊（biān）界的（de）環切刀軌。若忽略餘量不均（jun1）勻性要求（qiú），行切走（zǒu）刀的刀軌長度通常是比較短（duǎn）的（de）；若考慮餘量的不（bú）均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（zhǎng）（如多島（dǎo）嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時（shí）間影響比較明顯，行切刀（dāo）軌（guǐ）一般會比環切刀軌長。行切走刀（dāo）刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較多。采用環形刀軌時，則需要多次對環邊界進（jìn）行偏置並清除自交（jiāo）環（huán）。

2、根據外形特征選擇

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，可將工件簡單的分成平麵形腔類和自由曲麵類。平（píng）麵（miàn）形腔類一般（bān）采用行切方式加工（gōng），由於該類（lèi）工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等（děng）零（líng）件，加工餘量較大，采用行切方式（shì）有利於發揮機床的最大進給速度（dù），提高加工效率，同時其切削表麵質量也（yě）好於環切加工。

自由曲麵類一（yī）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（duì）型麵精度要求較高；其次是環切加工（gōng）與行切方式相比具有良好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加工策略選擇

零件的加工常分為粗（cū）加工、半精加工（gōng）、精加（jiā）工三個加工階段，有時還有光整加工階段，合理劃分加工階段是保證加工精度所必須的。傳統加工（gōng）方式因機床功能相對單一，所以工藝路線中可較明顯地看出各（gè）個階段的界線（xiàn），但數控銑削加工方式下這個界線相（xiàng）對（duì）模糊，而且可能會有揉合的情（qíng）況(如（rú）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（hén）跡（jì）)，從保證加工質（zhì）量考慮，數控加（jiā）工時加工階段的劃分也是需要（yào）的，但為了減少裝夾時（shí）間和簡化走刀動作等，如何確定各階段的加（jiā）工內容，考慮的問題可（kě）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（bàn）精加（jiā）工準備工件的幾何輪廓。 故多采用行切方式（shì）或複合方式進行層切。半精加工的（de）主要目標是使（shǐ）工（gōng）件輪（lún）廓（kuò）形狀平（píng）整，表麵精加工餘量（liàng）均勻。故多采用環切方式（shì）。精加工的主要目（mù）標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質（zhì）量符合要求的工件。應根據工件（jiàn）的幾何特征對內部采用行切方式，對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根據（jù）編（biān）程策略（luè）選擇

編（biān）程時確定走刀方式的原（yuán）則主要有：應能（néng）保證零件的加工精度和表麵粗糙度的（de）要（yào）求（qiú）;應盡量縮短加工路線，減少刀（dāo）具空程移動時間；應使數值計算簡單，程序（xù）段數量（liàng）少，以減少編程工作量。一（yī）般而（ér）言，對於平麵形腔類采用行切方式劃分（fèn）加工域，以減少抬刀次數；自由曲麵類環切方式逼近形（xíng）狀。毛坯形狀的選用大小會（huì）影響編程的選擇（zé），可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工（gōng）轉化（huà）為易（yì）裝夾的行切方式形腔加工；或將（jiāng）用環切（qiē）加工（gōng）的自由曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效（xiào）率（lǜ）。