​CNC數控加工,如何正確選擇走（zǒu）刀方式技巧！

隨著現代製造（zào）加工（gōng）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 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是（shì）控製設備加工運作的核心，它直接影響加工工件的精度、表麵粗（cū）糙度、總體加工（gōng）時間、機床刀具（jù）的使用壽命等（děng）多個方麵，最終決定生產效率。

本文（wén）通過對走刀方（fāng）式的（de）不同特點，及影響其選擇的部分因素（sù）的分析，並且針對銑削過程中（zhōng）工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇合適的走刀方式提供了參（cān）考依據。

一（yī）、走刀方式

1、走刀方式的（de）基本概念

數控加工中，走刀方式是指刀具完成（chéng）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（jí）精度要求，但加工效率卻不（bú）相同。

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分為4類：單向走刀、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（yòng）單向或往複走刀（dāo），從加工策略來說都是行切走刀。因此根據加（jiā）工策略的不同，走刀方式（shì）又可（kě）分（fèn）為行切、環切和其（qí）他特殊方式。通常使用的是行切（qiē）和（hé）環切。

行切方式加工，有利（lì）於發揮（huī）機（jī）床的最大進給速度（dù），同（tóng）時（shí）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（tū）台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回至（zhì）剩餘（yú）未加工區（qū）域， 就要讓刀（dāo）具抬起，使之（zhī）距加工平麵有一定高度（dù），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（zhǔ）要由一係列與某一固（gù）定（dìng）方（fāng）向平行的直線段組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工（gōng）或去除大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環（huán）切加工中刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具切削零件時保（bǎo）持相同的切削狀態。由於環切加（jiā）工是通過連續偏置構造（zào）當前環形軌跡圖來（lái）計算下一條環形軌跡，計算複雜（zá）且耗時。適用於複（fù）雜型腔及（jí）曲麵（miàn）的加工。如圖2 —環（huán）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：工件自身的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島（dǎo）嶼的大小和位置等方（fāng）麵。這（zhè）是工件（jiàn）本身（shēn）固有的特性，是屬於（yú）不可變化的因素，但卻是（shì）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（zhí）接過程，是走刀方式選擇的直接（jiē）依據。工藝（yì）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（huá）分等。實現目標的工藝路線有多種，這就決定了走刀方式的不（bú）同（tóng）選擇。

3、工件材料：工件材料也（yě）是決定走刀方式（shì）的因素之一，工件材料是直接的加工對象（xiàng），並不直（zhí）接影響走刀方（fāng）式，但會（huì）對刀具材料、大小、加（jiā）工方式（shì）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（huì）造成工件各部分的加工餘量分配（pèi）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（chóng）新（xīn）分配等影響加工策略，導致（zhì）采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾（jiá）及緊固方式：工件的（de）裝夾及（jí）緊固方式（shì）也間接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力對切（qiē）削（xuē）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（yòng）包括刀具材料、刀具形狀、刀具長（zhǎng）度、刀具齒數（shù）等，這些參數決定了刀具與工件接觸的麵積大小和頻率，因而（ér）決定了單位時間裏切削材料的體積大小和機床負荷，其耐磨程度與刀具壽（shòu）命則決定了切削時間（jiān）的長（zhǎng）短。而其中（zhōng）對走刀方式產生直接影響的是刀具大小（即直（zhí）徑（jìng））。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留（liú）區域的大小，造成加工軌跡（jì）的變化，導致走刀方式的不（bú）同。

6、加工（gōng）域選擇：在銑削過程中，當複雜的（de）平麵型腔帶有多（duō）個凸台從而形（xíng）成多（duō）個內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬刀動作；對於環切則（zé）會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動（dòng）作或加工軌跡加長，則會嚴重降（jiàng）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。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子區域，分（fèn）別加工各子區域，抬刀發生在各子（zǐ）區域之間，同時根據走刀（dāo）方式對這些加工子區（qū）域（yù）合並或分割，甚至於（yú）忽略。這種不同（tóng）的加工域（yù）選擇，既減少了抬刀次數（shù）又不會使加工軌（guǐ）跡的相對變長，同時可對新（xīn）區域（yù）采（cǎi）用最合理的走刀方式，提高了加（jiā）工效率（lǜ）。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則（zé）

選擇走刀方式時要考慮兩點：一是加工時間的長短，二是加（jiā）工餘量是否均勻。一般（bān）來說，環切方式是基於工件形狀（zhuàng）的走刀方式，加工餘量較均勻。而選用行切方（fāng）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，通常需要（yào）增加（jiā）圍繞邊界的環切刀軌。若忽略（luè）餘量不均勻性要求，行切走（zǒu）刀的刀軌長度通常是比較短的；若考慮餘量的（de）不均勻性而增加環切刀軌，當（dāng）加工區域（yù）邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊（biān）界的環（huán）切刀軌對總的加工時間影（yǐng）響比較明顯，行切刀（dāo）軌一般會比環切刀（dāo）軌長。行切走刀（dāo）刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較（jiào）多。采用環形刀軌時，則需要多次對環邊界（jiè）進行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征決定（dìng）了加工的走刀（dāo）方式。根據加工客體的不同，可將工（gōng）件簡（jiǎn）單的分成（chéng）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工，由於該類（lèi）工件多（duō）為毛坯整體掏（tāo）銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮（huī）機床的最大進給速度，提高加工效率（lǜ），同時其切削表麵質量也好於環切加工（gōng）。

自由曲麵類一般采（cǎi）用環切加（jiā）工，主要是由於曲麵多為鑄件或由規（guī）則形（xíng）狀加工成型，餘量分布不均勻，同（tóng）時曲麵對型麵精度（dù）要（yào）求較高；其次是環切加工與行切（qiē）方式相比具有良好的（de）曲麵（miàn）加工特性（xìng），更能逼近（jìn）曲麵的（de）真實形狀。

3、根據（jù）加工（gōng）策略選擇

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加工三（sān）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（bǎo）證加工精度所必須的。傳統加工方式因機床功能相對單一，所以工藝（yì）路線中可較明顯地看出各（gè）個階段的界（jiè）線，但數控（kòng）銑削加工方式下（xià）這個界線相對模糊，而且可能會有揉合的（de）情況(如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跡)，從保證加工（gōng）質量考慮，數控加工時加工階段的劃分也（yě）是需（xū）要的，但為（wéi）了減少裝夾（jiá）時間和簡化走刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮的問題可能與傳統加（jiā）工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是追求單（dān）位時間內（nèi）的材料去除率，並為半精加工準（zhǔn）備工件的幾何輪廓。 故多采用行（háng）切方式或複合方式（shì）進行層切（qiē）。半（bàn）精（jīng）加工的主要目標（biāo）是使工件輪廓形狀平整，表麵（miàn）精加（jiā）工餘量均勻。故多采用環（huán）切方式（shì）。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質量（liàng）符合要求的工件。應根據工件的幾何特（tè）征（zhēng）對內部采用行切方式，對邊緣及（jí）接合處采用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時確定（dìng）走刀方式的原則主要有：應（yīng）能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減（jiǎn）少刀具空程移動時間；應（yīng）使數值計算簡單，程序段數量少，以（yǐ）減少編程工作量。一般而言，對於平麵形（xíng）腔類采用行（háng）切方式劃（huá）分加（jiā）工（gōng）域，以（yǐ）減少（shǎo）抬刀（dāo）次數；自由曲（qǔ）麵類環切方（fāng）式逼近形（xíng）狀。毛坯形狀的選用大小會影（yǐng）響編程的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易（yì）裝夾的外形加工轉化為（wéi）易裝夾的行切方式形腔加工；或將用環（huán）切（qiē）加工的自由曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效（xiào）率。