CNC數控加工,如何正確（què）選（xuǎn）擇走刀（dāo）方（fāng）式（shì）技巧（qiǎo）！

隨著現（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（xì）統得（dé）到了廣泛的應用和發展。CAM 係統生（shēng）成（chéng）的（de）加工刀具（jù）軌跡（即走刀方式）是控製設備加（jiā）工運作的核心（xīn），它直接（jiē）影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工（gōng）時間、機（jī）床刀具（jù）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的（de）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（chéng）中工藝方法及走刀方（fāng）式的（de）比較，為如何選擇合適的走刀方式提供（gòng）了參考依據（jù）。

一、走（zǒu）刀方式

1、走刀方式的基本概念

數控加（jiā）工中，走刀方（fāng）式是指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零件（jiàn）的尺寸及精度要求，但加工效率卻不相同。

2、走（zǒu）刀方式的分類

走刀方式（shì）可化分為4類：單向走刀（dāo）、往複走刀、環切（qiē）走刀和複合走刀。複合走刀（dāo）是前三種的混合走刀。采用單向或往複（fù）走刀，從加工策略來說都是（shì）行切（qiē）走刀。因此根據加工策略的不同（tóng），走刀方式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通常使（shǐ）用的是行切和環切。

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

行切加工刀（dāo）具軌跡主要由一係列與某一（yī）固定方向平行的直線（xiàn）段組成，計算簡單（dān）。適用於簡（jiǎn）單型腔精加工或（huò）去除大餘量的粗加工（gōng）。如圖1—往複行切（qiē）刀軌。

環切加工中（zhōng）刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀（dāo），由一（yī）組封閉曲線（xiàn）組成，能保證刀具切削零件時保持相同的切削狀態。由（yóu）於環切（qiē）加工是通過連續偏置構造當前環形軌跡圖來計（jì）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（qǔ）麵的加工。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（jǐ）何要素：工件自身的形狀及幾何要（yào）素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬於不可變化（huà）的因素，但（dàn）卻是決定（dìng）走刀方式的根（gēn）本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目（mù）的的直接過（guò）程，是走刀方式選擇的（de）直接依據。工（gōng）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（shí）現目標的工（gōng）藝路線有多（duō）種，這就決定了走刀方（fāng）式的（de）不（bú）同選擇。

3、工件材料：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不（bú）直接影響走刀方式，但會對刀具材料、大小、加工方式等選用產生影響，從而間接影響走刀方式。工件毛坯的形狀和大小等會造成工件各部分的加工餘量分配是否均勻，同時對（duì）可選毛坯的工件，利（lì）用毛坯大小、形狀的不（bú）同（tóng），會改變裝夾方式、加工域（yù）的（de）重（chóng）新分配等影響加工策（cè）略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊（jǐn）固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接（jiē）影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”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（dāo）具（jù）的選用包括刀（dāo）具材料、刀具形（xíng）狀、刀具長度、刀具齒數等，這些參數決定了刀具與工件接觸的（de）麵積大小和頻（pín）率，因而決定了單位（wèi）時間裏切削材料的（de）體積大小和機床負荷，其耐磨程（chéng）度與刀具壽命則決定了切削時間的長短（duǎn）。而其中對（duì）走（zǒu）刀方式產生直接（jiē）影響（xiǎng）的是刀具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大小，造成加（jiā）工軌跡（jì）的（de）變化（huà），導致走刀方式的不同。

6、加工域選擇：在銑削過（guò）程中，當複雜的平麵型腔（qiāng）帶有多個凸台從而形成多個內（nèi）輪廓時，對於行（háng）切常常會（huì）產生附加的（de）抬刀（dāo）動作；對於（yú）環切則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動（dòng）作或加（jiā）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（shù）就是我們所關注的一個主要問題。

把整（zhěng）個（gè）切削區域按加工需要分成若幹子區域（yù），分（fèn）別加（jiā）工各子區域，抬刀發生在各子區域之間（jiān），同時根據（jù）走刀方式對（duì）這些加工子區域合並或分割，甚至（zhì）於忽略。這種（zhǒng）不（bú）同的加工域選擇，既減少了（le）抬刀次數又不會使加工（gōng）軌跡（jì）的相對變長，同時可對（duì）新區域采用最（zuì）合理的走刀方式，提高（gāo）了加工效率。

三、走（zǒu）刀方（fāng）式的合理選（xuǎn）擇

1、基本選擇原則

選擇走（zǒu）刀方式時要（yào）考慮兩點：一是（shì）加工時間的長短（duǎn），二是加工餘量是否均勻。一般來說（shuō），環切方式是基於工件形狀的走刀方式，加工餘量較均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻的餘量，通（tōng）常需要（yào）增加圍繞邊界（jiè）的環切刀軌。若（ruò）忽略餘（yú）量不（bú）均勻性要求，行切走刀的（de）刀軌長（zhǎng）度通常是比較短的（de）；若考慮餘量的不均勻性而（ér）增加環切刀軌，當加工（gōng）區域邊（biān）界較長（如多（duō）島（dǎo）嶼情況），則圍繞邊界的（de）環切刀軌對總的加工時間影響比較明顯，行切刀（dāo）軌一（yī）般會比（bǐ）環切刀軌長。行切走刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較多。采用環形刀軌（guǐ）時，則需要多次對環邊界進行偏置（zhì）並清除自交環。

2、根據外形特征（zhēng）選擇

工（gōng）件外（wài）形特征決定了加工的走刀方式。根（gēn）據加工客體的（de）不同，可將工件簡單的分成平麵形腔類和自（zì）由曲麵類（lèi）。平麵形腔類一般采用（yòng）行切方式加工，由於（yú）該類工件多為（wéi）毛坯整體掏銑加（jiā）工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大，采用行切（qiē）方式（shì）有利於發揮機床的最大進給（gěi）速度，提高加工效率，同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般采（cǎi）用（yòng）環切加工，主要是由於曲麵多（duō）為（wéi）鑄件或由（yóu）規則形狀加工成型，餘量分布（bù）不均（jun1）勻，同時（shí）曲麵對型麵精度要（yào）求較高；其次是（shì）環（huán）切加（jiā）工與行切方式相比具有良好的曲（qǔ）麵加工特性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根（gēn）據加工策略選擇（zé）

零件的加工常分為粗加（jiā）工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光（guāng）整加工（gōng）階段，合理劃（huá）分加工階段是保證加工精度所必須的。傳統加工方式因機床（chuáng）功能相對單一，所以（yǐ）工藝路線中可較明顯地看出各個階（jiē）段的界線，但（dàn）數控銑削加工方（fāng）式下這（zhè）個界線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗（cū）加工階段有精加工的（de）內容，精（jīng）加工階段（duàn）也可能有粗加工的痕跡（jì）)，從保證加工質量考慮，數控加工時加工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝（zhuāng）夾（jiá）時間和簡化走刀（dāo）動（dòng）作等，如何確（què）定各階段的加工內容（róng），考慮的問題可能與傳統加工工藝有些（xiē）不同。

粗（cū）加工的主要目（mù）標是追求單位時間內的材料去除（chú）率（lǜ），並為半精（jīng）加工（gōng）準（zhǔn）備工件的幾何（hé）輪廓。 故多采用行切方（fāng）式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（xíng）狀（zhuàng）平（píng）整，表麵精加工餘量均勻（yún）。故多采用環切方式。精加工的主（zhǔ）要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質量符合要求的工件。應根據工件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、根據編程策略選擇

編程時確（què）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（de）要求;應盡量縮短加（jiā）工路線，減少刀具空（kōng）程移動時間；應（yīng）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（duì）於（yú）平麵形腔類采用行切方式劃分加（jiā）工域，以減少抬刀次數；自由曲麵類環（huán）切方式逼近形狀（zhuàng）。毛坯形（xíng）狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加大毛坯外形，將不（bú）易（yì）裝夾的外形（xíng）加工轉化為易裝夾的行切方式形腔加工；或將用（yòng）環（huán）切加（jiā）工的自（zì）由（yóu）曲麵改用行切（qiē）方式（shì）去大餘量，以提高（gāo）加（jiā）工（gōng）效率。