​CNC數控加工,如何正確選擇走刀（dāo）方式技巧！

隨著現代製造加工技術（shù）的不（bú）斷發展，數控（kòng）加工設備和其（qí）配套的CAM 係統得到了廣（guǎng）泛的應用和發展。CAM 係統生（shēng）成的加工（gōng）刀具軌跡（即走刀方式）是控製設（shè）備加工運作的核心，它直接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個方（fāng）麵，最終決定生產效率。

本文通過對走刀方式的不同特（tè）點，及影響（xiǎng）其選擇的部分因素的分析，並且針對銑削過程（chéng）中工（gōng）藝方法及走刀方式（shì）的比較，為如何選擇合適（shì）的（de）走刀方式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式（shì）的基本概念

數控加工中，走（zǒu）刀方式是指刀具完（wán）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的尺寸及（jí）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：單向走刀、往複走刀、環切走刀和複合走刀（dāo）。複合走刀是前三種（zhǒng）的混合走刀。采用單向或往複走刀，從（cóng）加工（gōng）策略來（lái）說都是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行切、環切和其他特殊方（fāng）式。通常使（shǐ）用的是（shì）行切和環切。

行（háng）切方式加工，有利於發揮機床（chuáng）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，當複雜的平麵型腔帶有多（duō）個凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生（shēng）附（fù）加的抬刀動（dòng）作， 即在刀具（jù）軌跡（jì）某處（chù），或者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者（zhě）為（wéi）使刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬（tái）起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一刀具軌跡（jì）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（yǔ）某一固定方（fāng）向平行的直線段組成，計算簡單。適用於簡（jiǎn）單型腔精加工或去除大餘量的粗加工。如圖1—往（wǎng）複行切刀（dāo）軌。

環切加（jiā）工中刀（dāo）具沿（yán）著（zhe）邊（biān）界輪廓相似的（de）路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具（jù）切削零件時保持相同的（de）切削狀態。由（yóu）於環切（qiē）加工（gōng）是通過連續偏（piān）置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、工件自身的形狀及幾何要素：工件自身的形狀及幾何要素包括加（jiā）工域的幾何形狀（zhuàng）、島嶼的大小（xiǎo）和位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是（shì）屬於不（bú）可變化的因素，但卻是決定走刀方式的根（gēn）本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加（jiā）工目的的直接過程，是走刀方式選擇的直接依據。工藝路線決定了加工域的先（xiān）後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精加工（gōng）、精加工的劃分等。實現（xiàn）目標的工藝路線有多種，這就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（dāo）方式的因素之一，工件材料是（shì）直（zhí）接的加工（gōng）對（duì）象，並不直接影響走刀方（fāng）式，但會對刀具材料、大小、加工方式等（děng）選用產（chǎn）生影響，從而間接影響走刀方（fāng）式（shì）。工件毛坯的形狀和大小等會造成工件各部分的加工（gōng）餘量分配是否均勻，同時對可選毛坯的（de）工件，利用毛坯大小、形（xíng）狀的不同，會改變裝夾方式、加工域的（de）重（chóng）新分配等影（yǐng）響加工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工（gōng）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，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（gǎi）變，振動對走刀方（fāng）式影響。

5、刀具（jù）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，這些參數決定了刀具與工件接觸的麵積大小和頻（pín）率，因而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的長短。而（ér）其中對（duì）走刀方式（shì）產生直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選（xuǎn）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，導致走刀方式的（de）不同。

6、加工域選擇：在銑削過程（chéng）中，當複雜的平麵型腔帶有（yǒu）多個凸台從而形成多個（gè）內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬刀（dāo）動作；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附加（jiā）抬刀動作或加工（gōng）軌跡加長，則會嚴重降低切削加工（gōng）的效率（lǜ）。因此，如何最大（dà）限（xiàn）度地減少（shǎo）這（zhè）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（qiē）削區域按加工需要（yào）分（fèn）成若幹（gàn）子區域，分別加工各子區（qū）域（yù），抬刀發生（shēng）在各（gè）子區（qū）域之間，同（tóng）時根據走刀方式對這些加工子區域合並或分割，甚至於忽略（luè）。這種不同的加工域選擇，既減少（shǎo）了抬刀次數又不會使加工（gōng）軌跡的相（xiàng）對變長，同時可對新區域采用最合理的走（zǒu）刀方（fāng）式，提高了加工效率。

三、走刀方式的（de）合理選擇

1、基本（běn）選擇原則

選擇走刀方（fāng）式時要考慮兩（liǎng）點：一是加工時間的（de）長短，二是加工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是（shì）基於工件形狀的走刀方式，加工（gōng）餘量較均勻（yún）。而選用行切（qiē）方式的加工（gōng）餘量較（jiào）不（bú）均勻，若希望行切加（jiā）工後留下較均勻（yún）的餘（yú）量，通常需（xū）要增加圍繞（rào）邊界的環切刀軌。若忽略（luè）餘量不均勻性要求，行切走刀的（de）刀軌長度通（tōng）常是比較短的；若考慮餘量的不（bú）均勻性而增加環切刀軌，當加工區（qū）域邊界較長（如多島嶼情況），則（zé）圍繞邊界（jiè）的環切刀軌對總的加工（gōng）時間影響比較明顯，行切刀軌（guǐ）一般會（huì）比環切刀軌長。行切走（zǒu）刀刀位容易（yì）計算，占用內存少，但抬刀次數（shù）較多。采用環形刀軌時，則（zé）需要多次（cì）對環邊界進（jìn）行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工（gōng）件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工客體的不同，可將工件簡單的（de）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（fāng）式加工，由於該類工件多為毛坯（pī）整（zhěng）體掏銑加工成（chéng）型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大，采用行（háng）切（qiē）方式有利於發揮機床的（de）最大進給速度，提高加工效（xiào）率，同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲（qǔ）麵多為鑄件（jiàn）或由規（guī）則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲（qǔ）麵對（duì）型（xíng）麵精度要求較高；其次是環切（qiē）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（jù）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（sān）個加工階段，有時還有光整加工階段，合理（lǐ）劃分加工階段是（shì）保證加工精度所必須的。傳統加工方（fāng）式因機床功能相對單一，所以工藝（yì）路線中可（kě）較明顯地看出各個階段的界線，但數控銑（xǐ）削加工方式下這個（gè）界（jiè）線相對模糊，而且可能會有揉合的情（qíng）況(如粗加工階段有精加（jiā）工（gōng）的內容，精加工階（jiē）段也可能（néng）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也是需要的，但為了（le）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（gōng）藝有些不同。

粗加工的主要（yào）目標（biāo）是追（zhuī）求單位時間內的材料去除率，並（bìng）為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多采（cǎi）用行切方式或複合方式進行層切。半精加工的主要目標（biāo）是（shì）使工（gōng）件輪廓形狀平整，表（biǎo）麵精加工（gōng）餘量均勻。故多采用環切方式。精加工的主要（yào）目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質量符合（hé）要求的工（gōng）件。應（yīng）根據工件的幾何特征對內部采用行切（qiē）方式，對邊緣及接合處采用環（huán）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：應能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的要（yào）求;應盡量縮（suō）短加（jiā）工路線，減少（shǎo）刀具空程移動時間；應使數值計算簡單，程序段數（shù）量（liàng）少，以減少編程工作（zuò）量。一（yī）般而言，對於平麵形腔（qiāng）類采用行切方式劃（huá）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（xíng）狀的選用大小會影響編程的（de）選擇，可通過加大毛坯外形，將（jiāng）不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的（de）行切方式形腔加工；或將用環切加工（gōng）的自由曲麵改用行切方式去大（dà）餘量，以提高加工效率。