​CNC數控加（jiā）工,如何正確選擇走刀方式技巧！

隨著（zhe）現代製造加工技術的不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了廣泛（fàn）的應用和發展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工（gōng）運作的核心，它直接（jiē）影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體（tǐ）加（jiā）工時間、機床刀具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不同特點，及影響其選擇的部分因素的分析，並（bìng）且（qiě）針對銑削過程中工藝（yì）方（fāng）法及走刀方式的比較，為如何選擇合適的走刀（dāo）方式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概（gài）念

數控加工中，走刀方式是指（zhǐ）刀具完成工件切削時的軌跡規劃（huá）方（fāng）式。在對（duì）同一個零件加工中（zhōng），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

走刀方式可化分為4類：單向（xiàng）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（wǎng）複走刀，從加工策略（luè）來說都是行切走刀。因此根據加（jiā）工（gōng）策略的不同，走刀方式又（yòu）可分（fèn）為行切（qiē）、環切和其他特殊（shū）方式。通常使用（yòng）的是行切和（hé）環切。

行切方式加工，有利於發揮機床（chuáng）的最大進給速（sù）度，同時其切（qiē）削表麵（miàn）質量也好於環切加工。然而，當複雜的平麵型（xíng）腔帶（dài）有多個（gè）凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產（chǎn）生附加的抬（tái）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（dāo）具回至剩（shèng）餘未加（jiā）工區域， 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（jù）軌跡起始處，然後繼續（xù）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（jiǎn）單。適用於簡單型（xíng）腔（qiāng）精加工或去除大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環切加工中刀具沿著邊界（jiè）輪廓相（xiàng）似的路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具切（qiē）削零件時保持相同的切削狀態。由（yóu）於環切加（jiā）工是通過連續（xù）偏置（zhì）構造當前環形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時。適用於複雜型腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的形（xíng）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、島嶼的大小和位置（zhì）等方（fāng）麵。這是工件（jiàn）本身固有（yǒu）的特性，是屬於不可變化的因素，但（dàn）卻是決定（dìng）走刀（dāo）方式（shì）的根本因（yīn）素。

2、工藝路線：工藝路線是實（shí）現加工目的的直（zhí）接過程，是走刀方式選擇（zé）的直接依據（jù）。工（gōng）藝（yì）路線決（jué）定了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加（jiā）工、半精加工、精加工的劃分（fèn）等。實現（xiàn）目標的（de）工藝路（lù）線有多種，這就（jiù）決定了走刀方式的不同選擇。

3、工件材料：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工（gōng）件材（cái）料是直接的加（jiā）工對象，並不直接影（yǐng）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（fèn）的加工餘（yú）量分配是（shì）否均勻，同時對可選（xuǎn）毛坯的工件，利用（yòng）毛坯大小、形狀的不（bú）同（tóng），會改變裝夾方式、加工（gōng）域的重新分配等影響加工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊（jǐn）固方式：工件的裝夾及緊固方（fāng）式也間接影響走刀方式（shì），如壓板產生的新“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，振動對走刀方（fāng）式（shì）影響。

5、刀具的（de）選（xuǎn）用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形狀、刀具長度（dù）、刀具齒數等，這些參數決定了刀具（jù）與工件接觸的麵積大小和頻率，因而決定了單位時間裏切削材（cái）料（liào）的體積（jī）大小（xiǎo）和機床負荷，其耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的（de）長（zhǎng）短。而其中對走（zǒu）刀方式產生直接影（yǐng）響的是刀具大小（即直徑）。由（yóu）於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導（dǎo）致走刀方（fāng）式的不同。

6、加工域選擇：在銑削（xuē）過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而（ér）形成多個（gè）內（nèi）輪廓（kuò）時，對於（yú）行（háng）切常常會產生附加的抬刀動作；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附加抬（tái）刀動作或加工軌跡加（jiā）長（zhǎng），則會嚴重降低切削加（jiā）工的效率（lǜ）。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（yù）按加工需要分成若幹子區域，分別加工各子區域，抬刀（dāo）發生在各子區域之間，同（tóng）時根據走刀方（fāng）式對這些加（jiā）工子區域合並或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域選擇，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（zuì）合理的走（zǒu）刀方式，提（tí）高了加工效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選（xuǎn）擇原則

選擇走刀方式時（shí）要考慮兩點：一是加工（gōng）時間的長短，二是加工餘量（liàng）是否（fǒu）均勻。一般來說，環切方式是基於工件形狀（zhuàng）的走刀方式，加工餘量較均（jun1）勻。而選用行切方式的加工餘（yú）量較不均勻，若希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需要增加圍繞邊界（jiè）的環切刀軌（guǐ）。若忽略（luè）餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是比較短的；若考慮餘量的不均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較（jiào）長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時間影響比較明顯，行切刀軌一般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次（cì）數較多。采用環形刀軌時，則需要多（duō）次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征決定了（le）加工的走刀方式。根據加（jiā）工客體的不同，可將工件簡單的分成平麵形腔類和自由曲麵類（lèi）。平麵形腔類一般采用行切方式（shì）加工（gōng），由於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如（rú）盒體、基座等零件，加工餘量較大，采用行（háng）切方式有利於發揮機床的最大進（jìn）給速度，提高（gāo）加工效率，同時其（qí）切削表麵質量也好於（yú）環切加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是（shì）由於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵（miàn）對（duì）型麵精度要求（qiú）較高；其次是環切加工與行（háng）切方式（shì）相比具有良好的曲麵加工特性，更（gèng）能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加工策略選擇

零件的加工常分為（wéi）粗加工、半精加工、精加工（gōng）三個加（jiā）工階段，有時還有光整加工（gōng）階段，合理劃分加工階段是保證加工精度所必須（xū）的。傳統（tǒng）加工方式因（yīn）機床功能相對（duì）單一，所以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線（xiàn），但數控銑削加工方式（shì）下這個界線相對模糊，而且可（kě）能會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工（gōng）的內容，精加工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（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（dāo）動作等，如何確定各階段的加工內（nèi）容，考慮的問題可能與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的（de）主（zhǔ）要目標（biāo）是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工準備工件（jiàn）的幾何輪廓。 故多采（cǎi）用行切方（fāng）式或複合方式進行層切。半精加工的主要目（mù）標是使工件輪（lún）廓形狀平整，表麵精加工餘量均勻。故多采用環切方式。精加工的主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（jiàn）。應（yīng）根據工件的（de）幾（jǐ）何特征對內部采用行切方式，對邊（biān）緣（yuán）及接合處采用環切方式（shì）。

4、根據編程策略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零件的加工精度和表（biǎo）麵（miàn）粗（cū）糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具（jù）空程移（yí）動時（shí）間；應使（shǐ）數值計算（suàn）簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。一般而言，對於平麵形腔類采用（yòng）行切方式劃分加工域，以減少抬刀次（cì）數；自（zì）由曲麵類環切方式逼近（jìn）形狀。毛坯形狀的（de）選（xuǎn）用大小會影響編程的選（xuǎn）擇，可通（tōng）過加大（dà）毛坯外形，將不易裝夾的（de）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（qiē）加工的自（zì）由曲（qǔ）麵改用行（háng）切方式去大餘量，以提高加工效率。