​CNC數控加工（gōng）,如何正確選擇（zé）走刀（dāo）方（fāng）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（qí）配套的CAM 係統得到了（le）廣泛的（de）應用和發展。CAM 係統生（shēng）成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工運作的核（hé）心，它直接影響加（jiā）工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機（jī）床刀具的（de）使用壽命等多個方（fāng）麵，最終決定生產效率。

本文通過對走刀方式的不同特點，及影響其（qí）選擇的部分（fèn）因素的分析，並且針對銑削過程中工（gōng）藝方法及走刀方式的比較，為如何（hé）選擇合適的走刀方式提（tí）供了參考依據。

一（yī）、走刀（dāo）方式

1、走刀方式的基本概念

數控加工中，走刀方式是指（zhǐ）刀具完成工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（dào）零件的尺寸及精度要求，但加工效率卻不相同。

2、走刀方式的分類

走刀（dāo）方式可化分為4類（lèi）：單向走刀、往複（fù）走刀、環切走刀和複合走刀。複合走刀是前三（sān）種的混合（hé）走刀。采用單向或往複走刀，從加（jiā）工策略來說都是行切走刀。因此根據加（jiā）工策略的不同，走刀方（fāng）式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通（tōng）常（cháng）使用的是行切和環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最大進給速度，同（tóng）時其切削表麵（miàn）質量（liàng）也好於環切加工。然而，當複雜的平麵型腔帶有多個凸（tū）台從而形成多（duō）個內輪廓時，常常會產（chǎn）生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或（huò）者為（wéi）使刀（dāo）具回至剩餘未加（jiā）工區域， 就要讓刀（dāo）具抬起，使之距加工平（píng）麵（miàn）有一定（dìng）高度，再平移至另外一刀具軌跡起始處，然後繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主要由一係列與某一固定方向平行的直線段組成，計（jì）算簡單。適用於簡單型（xíng）腔精加（jiā）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（jù）沿著邊界輪廓相似的（de）路徑走（zǒu）刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具切削零件時保持相同的切削狀態。由於環切加工是通過連續偏置構造（zào）當前環形軌跡（jì）圖來（lái）計算下一條環形軌跡，計算複（fù）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（yǐng）響走刀方式的因素

1、工件自身的形狀（zhuàng）及幾何要素：工件（jiàn）自身的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工（gōng）件本身固有的特性，是屬於不可（kě）變化的因素，但卻是決定走刀方式（shì）的根本因（yīn）素。

2、工藝路（lù）線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選擇的直（zhí）接依據。工藝路線決定了（le）加工域的先後（hòu）順序，島嶼的合並及拆分，粗加工（gōng）、半精加工、精加工的（de）劃分等。實現目標的工藝（yì）路線有多種（zhǒng），這（zhè）就決定（dìng）了走刀方（fāng）式（shì）的不同選擇。

3、工件材（cái）料：工件材料也是決定（dìng）走刀方式的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直接影響走刀方式，但（dàn）會對刀具材料、大小、加工方式等選用產（chǎn）生影響，從而間接影響走刀方式。工件（jiàn）毛坯的形狀（zhuàng）和大小等會造成（chéng）工件各部分的加工餘量分配是否均勻，同時對可選毛坯的工件，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（jiā）工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方（fāng）式也間接影響走刀方式，如（rú）壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力對切削用（yòng）量影響而導致走（zǒu）刀方式的（de）改變（biàn），振動對走（zǒu）刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形狀、刀具長度、刀具齒數（shù）等，這些（xiē）參數決定了（le）刀具與工件接觸的麵積大（dà）小和頻率，因而決定了單位時間裏切削材料的體積（jī）大（dà）小和機床負荷，其耐磨程度與刀（dāo）具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式產（chǎn）生直接影響的是刀具（jù）大小（即直徑）。由（yóu）於選（xuǎn）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，導致走刀方式的不同。

6、加工域選擇：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內輪廓（kuò）時，對於行切常常會產生附加的抬刀動作；對於環切則會（huì）使加工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌（guǐ）跡加長，則會嚴重（chóng）降低切削加工（gōng）的（de）效率（lǜ）。因此（cǐ），如何最大限度地減少這種狀況的次數就是我們所（suǒ）關注的一（yī）個主要問題。

把整個切削區域按加（jiā）工需（xū）要分成若幹子區（qū）域，分別加工各子區域，抬刀發生在各（gè）子區域之間，同時（shí）根據走刀（dāo）方式對這些加工子區域合並或分割，甚至（zhì）於忽略。這種不同的加工域選擇，既減少（shǎo）了抬（tái）刀次數又不會使（shǐ）加工軌跡的相對變長，同時可對新區域采用最合理（lǐ）的走刀方式（shì），提高了加工效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇（zé）原則

選擇走刀方式（shì）時要考慮兩點：一是加工時間的（de）長短，二是加工餘量是否均勻。一（yī）般來說，環切方式是基於工件（jiàn）形狀的走刀方（fāng）式，加工餘量（liàng）較均（jun1）勻。而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，通常（cháng）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（qiú），行切走刀的刀軌長度（dù）通常是比較短的；若考（kǎo）慮餘（yú）量的不均勻性而增加環（huán）切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島（dǎo）嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加（jiā）工時間影（yǐng）響比較（jiào）明顯，行切刀軌（guǐ）一般（bān）會比環切刀軌長。行切走刀刀位容（róng）易計算，占用內（nèi）存少，但抬刀次數較多。采用環形刀軌時（shí），則需（xū）要多次對環邊界進行（háng）偏（piān）置並清除自交環（huán）。

2、根（gēn）據外形特征選擇（zé）

工件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工客體的不同（tóng），可將工件簡單的分成平麵形腔（qiāng）類和自由曲麵類。平麵形（xíng）腔類一般采用行（háng）切方式加工，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成（chéng）型，如盒體（tǐ）、基座等零件，加工餘量（liàng）較大，采用行切方（fāng）式有利於發揮機床的最大進給速度，提（tí）高加工效率，同時其切削表麵質量（liàng）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（huò）由規則形狀（zhuàng）加工成型，餘量分布不（bú）均勻（yún），同時曲麵對型（xíng）麵精度要求較高；其次是環切加（jiā）工與行切方式相比具有（yǒu）良好的曲麵加工（gōng）特性，更能逼近（jìn）曲（qǔ）麵的真實形狀。

3、根據加工策略選擇

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（shí）還（hái）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（tǒng）加工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（chū）各個階段（duàn）的界線，但數控銑削加工方式下這個界（jiè）線相對模糊，而（ér）且可（kě）能（néng）會有揉合（hé）的情況(如粗加工階段有（yǒu）精加工的內容，精加工階段也（yě）可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量（liàng）考慮，數控加工時加工階段的劃（huá）分也是需要的，但（dàn）為了減少裝夾時間和簡化走刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮的問（wèn）題可能（néng）與傳統加工工藝有些不同（tóng）。

粗加工的主要目標是追求單位（wèi）時間內的材料（liào）去除率，並為（wéi）半精加工（gōng）準備工件的（de）幾何輪（lún）廓。 故多采用行（háng）切（qiē）方式或複合方式進行層切。半精加工的主要（yào）目（mù）標是使工件輪廓形狀平整，表麵精加（jiā）工餘量均勻。故（gù）多采用環（huán）切方（fāng）式。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵（miàn）質（zhì）量（liàng）符合要求的工件。應根據工件的幾何特征（zhēng）對內部采用行切方式，對邊緣（yuán）及（jí）接合處采用環切（qiē）方式（shì）。

4、根據編程策略選（xuǎn）擇

編程時確定（dìng）走（zǒu）刀方式的原則主要有：應（yīng）能保證零件的加工（gōng）精度和表麵粗糙度的要求（qiú）;應盡量縮（suō）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，以減少編程工作量。一般而言（yán），對於（yú）平麵形腔類采用行切方（fāng）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。毛坯形狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加（jiā）大毛坯（pī）外形，將不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行切方式形（xíng）腔加工；或將用環切加工的自由曲（qǔ）麵（miàn）改用行切方式去大餘量，以（yǐ）提高加工效率。