CNC數（shù）控加工,如何正確選擇走刀方式技巧！

隨著現代製造加工技術的不斷發展，數（shù）控加工設（shè）備和其配套的CAM 係統得到了廣泛（fàn）的應用和發（fā）展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工運作的（de）核心，它直接影響加工工件的精（jīng）度、表麵（miàn）粗糙度、總體加工時間、機床刀具的使用壽命等多個方麵（miàn），最終決定生產效（xiào）率。

本文（wén）通過對走刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分（fèn）析，並（bìng）且針對銑削過程（chéng）中（zhōng）工藝方法及走刀方式的比較，為如何（hé）選擇合適的（de）走刀方式提供了參考依據。

一、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（shì）都（dōu）可以達到零件的尺寸及精度要求，但加工效率卻不（bú）相同。

2、走刀方式的分類

走刀方式（shì）可化分為4類：單向走刀、往複走刀、環切走刀和複合走刀。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從（cóng）加工策略來說（shuō）都（dōu）是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方式（shì）又可分為行切、環切和其他特殊方式。通（tōng）常使用的是行（háng）切和環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最大進給速度，同時其（qí）切削表麵質量也好於環切加工。然（rán）而，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台（tái）從而形成多個內輪廓（kuò）時，常常會產生附加的抬刀動作， 即在（zài）刀具軌跡某處，或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加工區（qū）域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一刀具軌（guǐ）跡起始處，然後繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主要（yào）由一係列與某一固定方向平行的直線段（duàn）組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工或去除大餘量（liàng）的粗加工。如（rú）圖1—往複行切刀軌。

環切加工中（zhōng）刀具沿著邊（biān）界輪廓相似的路徑走刀（dāo），由一組封閉曲線組成（chéng），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（xù）偏（piān）置構造當前環形軌跡圖來計算下（xià）一條（tiáo）環形軌跡，計算複（fù）雜且耗時（shí）。適用於複（fù）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、工件自身的形（xíng）狀及幾何要素（sù）：工件（jiàn）自身的形狀及（jí）幾（jǐ）何要素包括加工域的幾何形（xíng）狀、島嶼的（de）大小（xiǎo）和位置等方麵（miàn）。這是（shì）工（gōng）件本身固有的特性，是屬於不可變化（huà）的因素，但卻是決定走刀方式的根本因素。

2、工藝（yì）路線：工藝路線是（shì）實現（xiàn）加工目的的直接過程，是走刀方式選擇的直（zhí）接依據。工藝路線決定了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精加工、精（jīng）加工的劃分等。實（shí）現目標的工藝路線有（yǒu）多種，這就（jiù）決定了走刀方式的不同選擇。

3、工件材料：工（gōng）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（duì）象，並不直接影響走刀方式，但會對刀具材料（liào）、大小、加工方式（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造成工件各（gè）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（zhuāng）夾方式、加工（gōng）域的重（chóng）新分配等影響（xiǎng）加工策（cè）略，導致采取不（bú）同的走刀方式。

4、工件的裝夾（jiá）及緊固方式（shì）：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（de）新“島（dǎo）嶼”的影響，緊固力對切削用量影響而導致走刀方式的改變（biàn），振（zhèn）動（dòng）對走刀方式（shì）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、刀具齒數等，這些參（cān）數決（jué）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（qiē）削材料的體積大（dà）小和機床負荷，其（qí）耐磨程度與刀具壽命則決定了（le）切削時間的長短。而其中對走刀（dāo）方式（shì）產生直接影（yǐng）響的是（shì）刀具大小（即直徑）。由於選取（qǔ）不同（tóng）直徑的刀具，會影響殘留區域的大（dà）小，造成（chéng）加（jiā）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（dāng）複雜（zá）的（de）平麵型腔帶有多個凸台（tái）從而（ér）形成多個內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬（tái）刀動作（zuò）；對於（yú）環（huán）切則會使加工軌跡加長。這種（zhǒng）附加抬刀（dāo）動作或加工軌跡加長，則會嚴重降（jiàng）低切削（xuē）加工的效率。因（yīn）此，如何最大限度地減少這種狀況的次數就是我們（men）所關注的一個主要問題（tí）。

把整個切削區（qū）域按加工需要（yào）分成若幹子區域，分別加工各子區域，抬刀發生在各子（zǐ）區域之間（jiān），同時根據走刀方式對這些加工子區域合並或分（fèn）割，甚至於忽略。這種不同的加工域選擇，既減少了抬刀（dāo）次（cì）數又不會使加工軌跡的相對變長，同時可對（duì）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（xuǎn）擇原則

選擇走（zǒu）刀方式時要考（kǎo）慮兩點：一是加工時間的長短，二是加工餘（yú）量是否均勻。一般來說，環切方（fāng）式（shì）是基於工件形狀（zhuàng）的走刀方式，加工餘量較均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻（yún）的餘量，通常需要增加圍繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常（cháng）是比較（jiào）短的；若考慮餘量的不均勻（yún）性而（ér）增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時（shí）間影響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀（dāo）軌長。行切走刀刀位（wèi）容易計算，占用（yòng）內存少，但抬刀次數較多（duō）。采用環形刀軌時，則需要多次對（duì）環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根（gēn）據外形特征選擇

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，可將工件（jiàn）簡單的分成平麵形腔（qiāng）類和自由曲麵（miàn）類。平麵形腔（qiāng）類一般采用行切方（fāng）式加工，由於該類工件多為毛坯（pī）整體掏銑加工成（chéng）型（xíng），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，提高加工效率，同時其切削表麵質（zhì）量也好於環切加工。

自由曲（qǔ）麵類一般（bān）采用環切加工，主要是由於曲（qǔ）麵多為鑄件或由規則形狀加工成型，餘量（liàng）分布（bù）不均勻，同時（shí）曲麵對型麵（miàn）精度要求較高；其次是環切加工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（luè）選（xuǎn）擇

零件的加工常分（fèn）為粗加工、半（bàn）精加工、精加工三個加工階段（duàn），有時還有光整加工階段，合理劃（huá）分加工（gōng）階段是保證加工精（jīng）度所必須的。傳統加工方式因（yīn）機床功（gōng）能相對單一，所（suǒ）以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線，但數控銑削加工方式下這（zhè）個界線相對模（mó）糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容，精（jīng）加工階段也可（kě）能有粗加工（gōng）的痕跡)，從保證加工（gōng）質量考慮，數控加工時加（jiā）工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾時間和簡化走刀動作等，如（rú）何確定各階段的（de）加工內容（róng），考慮的問題可能與傳統加工工藝有些不（bú）同。

粗加工的主要目標是（shì）追求單（dān）位時（shí）間內的材料去除率，並（bìng）為半精（jīng）加工準備工件的幾何輪（lún）廓。 故多采用行切方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狀（zhuàng）平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切方式。精加工（gōng）的主要目標是獲得幾（jǐ）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（jiē）合處采用環切（qiē）方式。

4、根（gēn）據編（biān）程策略選擇

編程時確定走刀方式（shì）的原則主要有：應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，減少刀具空程移動時間；應使數值（zhí）計算簡單，程序段數量（liàng）少，以減（jiǎn）少編程工（gōng）作量。一般而言，對於平麵形腔類采用行切（qiē）方式劃分加工域，以減少抬刀次數；自由曲麵類環切（qiē）方式逼近（jìn）形狀。毛坯形狀的選用（yòng）大小會影響編程的選擇，可通過加大毛（máo）坯外形，將不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行切方式形腔（qiāng）加工；或將用環切加工（gōng）的自由（yóu）曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。