​CNC數控加工（gōng）,如何正確選擇（zé）走刀方式技巧（qiǎo）！

隨著現代製造加工（gōng）技術的不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統（tǒng）得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（shì））是控製設備加工運作的（de）核心，它直接（jiē）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（xiào）率。

本文通過對走刀方式的不同特點，及影響其（qí）選擇的部分因素的分（fèn）析，並且針對銑削（xuē）過程中工（gōng）藝方法及走刀方（fāng）式（shì）的比較，為如何選擇合適的走（zǒu）刀方式（shì）提供了參（cān）考依據。

一、走（zǒu）刀方式

1、走刀方式的基本概（gài）念

數控加工中，走刀方式是指刀具完成工件切削時的軌跡規劃方式。在對（duì）同一個零件加工（gōng）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（gōng）效率卻不相同。

2、走刀方式的分類

走刀（dāo）方式可（kě）化（huà）分為4類：單向走刀（dāo）、往複（fù）走刀（dāo）、環切走（zǒu）刀和複合走刀。複（fù）合（hé）走（zǒu）刀是前三（sān）種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從（cóng）加工策略來說都是行切走（zǒu）刀。因此根據加工策略（luè）的不同，走刀方式又可分為行切、環切和其他特（tè）殊方式。通常（cháng）使用的是行（háng）切和環切。

行切方式加工，有利於發揮（huī）機（jī）床的最大進給速度，同時其切削表麵質量也好於環切加工。然而，當（dāng）複雜的平麵型腔帶有多個凸（tū）台從而（ér）形成（chéng）多個內輪廓時，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（tū）台發生幹涉，或者為使刀具回至剩（shèng）餘未（wèi）加工（gōng）區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高（gāo）度，再（zài）平移至另（lìng）外一刀具（jù）軌（guǐ）跡起始（shǐ）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，計算簡單。適用於（yú）簡單型腔精加工或去除大餘量的粗加工。如圖1—往複（fù）行切刀軌（guǐ）。

環切加工中刀（dāo）具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀，由（yóu）一組封閉曲（qǔ）線組成，能保證（zhèng）刀具切削零件時保持（chí）相同的切（qiē）削狀態。由於環切（qiē）加工是通過連（lián）續偏置構造（zào）當前環形軌跡（jì）圖來（lái）計算下一條（tiáo）環形軌跡，計算複雜（zá）且耗時。適（shì）用於複雜型腔及曲麵的（de）加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的（de）因素

1、工件自身的形（xíng）狀及幾何要（yào）素：工件自身的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大（dà）小和位置等方麵。這是工件本身（shēn）固（gù）有的特性，是屬於不（bú）可變化的（de）因素，但卻（què）是決定走刀（dāo）方式的根本因素。

2、工藝（yì）路線：工（gōng）藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選擇（zé）的直接依據。工藝路線決定了（le）加工域的先後順（shùn）序，島嶼（yǔ）的合並（bìng）及拆分，粗加工、半精（jīng）加工、精加工的劃分（fèn）等。實現目標的工藝路線有多種，這就決定了走刀方（fāng）式的不同選擇。

3、工件材（cái）料：工（gōng）件材料也是決定走刀方式的因（yīn）素之一，工件材料是（shì）直接的加工對象，並不直接影響走刀方式，但會對刀具材料、大（dà）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（pī）的形狀和大小等會造成工（gōng）件各部分的（de）加工餘量分配是否均勻（yún），同時對可選毛坯的工件，利用毛坯大小（xiǎo）、形狀的不同，會（huì）改變裝夾方式、加工域的重新分（fèn）配等影響加工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及（jí）緊固方式：工件的裝夾及（jí）緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼（yǔ）”的影響，緊固力對切削用量影響而導致走刀（dāo）方式的改變，振動對走刀方式影（yǐng）響。

5、刀具的（de）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，因而決定了單（dān）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命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式產生直接影響的是（shì）刀具大小（即直（zhí）徑）。由於選取（qǔ）不同直（zhí）徑的刀具，會影響殘留區域的大（dà）小，造成加工軌（guǐ）跡的變化（huà），導致走刀方式的不同（tóng）。

6、加工（gōng）域選擇：在銑削過程中（zhōng），當複雜的平麵型腔帶有多個（gè）凸（tū）台從（cóng）而形成（chéng）多個內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬刀動作（zuò）；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（guǐ）跡加長，則會嚴重降低（dī）切削加工的效率。因此，如何（hé）最大限度地減少（shǎo）這種狀況的次數就是我們所關（guān）注的一（yī）個主要（yào）問題（tí）。

把整個（gè）切削區域按加工需要分成（chéng）若幹子區域，分別加工各子區（qū）域，抬刀發生在各子（zǐ）區（qū）域之間，同時根據（jù）走刀方式對這些加工子區域合（hé）並或分割，甚至於忽（hū）略。這（zhè）種不同的加（jiā）工域選擇（zé），既減少了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長，同時可對新區域采用最合理的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要（yào）考慮兩點：一是加工時間的長短，二是加（jiā）工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是基於工件形狀的走刀方式，加（jiā）工餘量較均勻。而選用行切方式的（de）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（wéi）繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走（zǒu）刀的刀軌長度通常（cháng）是比較短的；若考（kǎo）慮餘（yú）量（liàng）的不均（jun1）勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島（dǎo）嶼情況），則圍（wéi）繞邊界的環切刀軌對總的加工時（shí）間影（yǐng）響比較明顯，行切刀軌一般會比（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。采用環形刀軌時，則需要多次對環邊界進行偏置並清除自交（jiāo）環（huán）。

2、根據外形（xíng）特（tè）征選擇

工件外形特征決定了加工的走刀（dāo）方式。根據加工客體的不同，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工，由於該類工（gōng）件多為毛坯整體掏銑（xǐ）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機床的最大進給速度（dù），提高加工（gōng）效（xiào）率，同（tóng）時其（qí）切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般采用環切（qiē）加工，主要是由（yóu）於曲麵（miàn）多為鑄件或由規（guī）則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型（xíng）麵精度要求較高；其次是環切加工與行切方式相（xiàng）比具有良好的曲麵加（jiā）工特性（xìng），更能逼近曲（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（gōng）階段，有時還有光整加工階段，合理劃（huá）分加工階（jiē）段是保證（zhèng）加工精度所必須的。傳統加工方式因機床功能相對（duì）單一，所以工藝路線中（zhōng）可較明顯地看出（chū）各個階段的（de）界線，但數控銑（xǐ）削加工方式下這個（gè）界線相對模（mó）糊，而且可能會有揉（róu）合的情（qíng）況(如粗（cū）加工階段有精加工的內容（róng），精加工（gōng）階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量考慮，數控加工時加工階段的劃分（fèn）也是需要的，但為了減少（shǎo）裝夾（jiá）時間（jiān）和（hé）簡（jiǎn）化走刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮（lǜ）的問題可能與（yǔ）傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是追（zhuī）求（qiú）單位時間內（nèi）的（de）材料去除率，並為（wéi）半精加工準備工件的（de）幾（jǐ）何輪廓。 故多采用行切方式（shì）或複合方式進行層切（qiē）。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵精（jīng）加工（gōng）餘量均勻。故多采用環（huán）切方式。精加工的主要目標（biāo）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（duì）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（luè）選擇

編程時確定（dìng）走刀方式的（de）原則主要有：應（yīng）能保證零件的加工精度和表麵粗（cū）糙（cāo）度（dù）的要求;應盡量縮短加工（gōng）路線，減少刀具空程移動時間；應使數值計算簡（jiǎn）單，程序（xù）段數量（liàng）少，以減（jiǎn）少編程工作（zuò）量。一般而言（yán），對於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由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（xuǎn）擇，可通過（guò）加大毛坯外（wài）形，將不（bú）易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的（de）行切方式形（xíng）腔加工；或將用環（huán）切加工的自由曲（qǔ）麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。