​CNC數控加工,如何正（zhèng）確（què）選擇走刀方式技巧！

隨著現代製造加工技術（shù）的不斷發展，數控（kòng）加工（gōng）設（shè）備和其配套的CAM 係統得到了廣泛的應用和發（fā）展（zhǎn）。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核心，它直接影響加（jiā）工工件的精（jīng）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麵，最終決定生產效率。

本文通過對走（zǒu）刀（dāo）方式的不同特點，及影響其選（xuǎn）擇的部分因素的分析，並且針對銑削過程中工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇合（hé）適（shì）的走刀方式提供了（le）參考依據。

一、走刀方式（shì）

1、走刀方式（shì）的基本概念（niàn）

數（shù）控加工中，走（zǒu）刀方式是指刀具完成工件切削（xuē）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（líng）件的（de）尺寸及精度要求，但加工效率卻不相同（tóng）。

2、走刀方式的分（fèn）類

走刀方式（shì）可化分為4類：單向（xiàng）走（zǒu）刀、往複走刀、環切走刀和複合走（zǒu）刀。複合（hé）走刀是前三種（zhǒng）的（de）混合走刀。采用單向（xiàng）或往複走刀，從（cóng）加工策略來說都是行切走刀。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。通常使用的是（shì）行切和（hé）環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最大進給速度，同時其切削表麵質量（liàng）也好於環切加（jiā）工。然而，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，常（cháng）常會產生附加的抬刀（dāo）動作（zuò）， 即在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與凸台發（fā）生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加（jiā）工區域， 就要讓刀具抬（tái）起，使之距加工平（píng）麵有一定高（gāo）度，再平移至（zhì）另外一刀具軌跡起始處，然後繼續切削動（dòng）作。

行（háng）切加（jiā）工刀具軌跡主要由一係列與某一固定方向（xiàng）平行（háng）的直線段組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工或（huò）去除大餘量的粗加工。如圖1—往複行切刀軌。

環（huán）切加（jiā）工中刀具（jù）沿著邊界輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能（néng）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偏置構造當前環形軌（guǐ）跡圖來計算下一條環形軌跡（jì），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（yǐng）響走刀（dāo）方式（shì）的因素

1、工件自身的形狀及幾何要素：工件自身（shēn）的（de）形（xíng）狀及幾何（hé）要素包（bāo）括（kuò）加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件（jiàn）本身固有的特性，是屬於不可變化的因素，但卻是決定走刀方式的根本（běn）因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選擇的直接依據。工藝路線決（jué）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（gōng）、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有多種，這就決定了走（zǒu）刀方式（shì）的不同選擇。

3、工件材料：工件材料也是決定（dìng）走刀方式（shì）的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直接影響走刀方式，但會（huì）對刀具（jù）材料、大小、加工方式等（děng）選（xuǎn）用產生（shēng）影響，從而間接影響走刀方式（shì）。工件毛坯的形狀（zhuàng）和大小等會造成工件各部分的加工餘量分配是否均（jun1）勻，同時對可選毛坯的工件（jiàn），利用毛（máo）坯大小（xiǎo）、形狀的不同，會改（gǎi）變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加工策略，導（dǎo）致采（cǎi）取（qǔ）不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及（jí）緊固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產（chǎn）生的新“島（dǎo）嶼”的影響，緊固（gù）力對切削用量影響而導致走（zǒu）刀方（fāng）式的（de）改變，振動對（duì）走刀（dāo）方式影響。

5、刀具的（de）選用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形狀（zhuàng）、刀具（jù）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率，因而決定了（le）單位時間裏切削材料（liào）的體積大小和機床負荷，其（qí）耐磨程度（dù）與刀具（jù）壽命則決定了切削時間的長短。而（ér）其中對（duì）走刀方式產生直接影響的是刀具大小（即直（zhí）徑）。由於選取（qǔ）不同直徑的刀具，會影響殘（cán）留區（qū）域的大（dà）小，造成加工軌跡的變化，導致走刀方式的不同。

6、加工域選擇：在銑削過程中，當複（fù）雜的平麵（miàn）型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，對於行切常常（cháng）會產生附加的抬刀動作；對於環（huán）切則會使加工軌跡加長。這種附加（jiā）抬刀動作或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削（xuē）加（jiā）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所關注的（de）一個主要問（wèn）題。

把整個（gè）切削區域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（zǐ）區域之間，同時根據走刀方式對這些加工子區域合並或（huò）分割，甚至於（yú）忽略（luè）。這種不同的（de）加工域選擇（zé），既（jì）減少了抬刀次數又不（bú）會（huì）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（shì），提高了加工（gōng）效（xiào）率。

三、走刀方（fāng）式的合理選（xuǎn）擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要考慮（lǜ）兩點：一是加工時間的（de）長短（duǎn），二是加（jiā）工餘量是否均勻。一般來說，環（huán）切方式是基（jī）於工件形（xíng）狀（zhuàng）的走刀方式，加工餘量（liàng）較（jiào）均（jun1）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的餘量（liàng），通常需（xū）要增加圍繞邊界（jiè）的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長（zhǎng）度通常是比（bǐ）較短的；若考慮餘量的（de）不均勻性（xìng）而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切（qiē）刀軌對總（zǒng）的加工（gōng）時間影響比較明顯，行切刀軌一般會（huì）比環切刀軌長。行切（qiē）走（zǒu）刀刀（dāo）位（wèi）容易計算，占用內存（cún）少，但（dàn）抬刀次（cì）數較多。采用環形（xíng）刀軌時，則需要多次對環邊界進行偏置並清除自交環（huán）。

2、根據外形特征選擇（zé）

工件外形特征決定（dìng）了加工的走（zǒu）刀方式。根（gēn）據加工客體的不同，可將工件簡單的分成平（píng）麵形腔類和自由曲（qǔ）麵類。平麵形腔類一般采（cǎi）用行切方式加工，由於該類工（gōng）件多為毛坯整體（tǐ）掏銑（xǐ）加工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較（jiào）大，采用行切（qiē）方式有（yǒu）利於發揮機床的最大進給速（sù）度，提高（gāo）加工（gōng）效率，同時其切削表麵（miàn）質量也好於環切加工。

自（zì）由（yóu）曲麵類一般采用環切加工，主要是由於（yú）曲麵多（duō）為鑄件或由（yóu）規則形狀加工（gōng）成型，餘量分（fèn）布不均勻，同時曲麵對（duì）型麵精（jīng）度要求（qiú）較高；其次是環切加工與行切方式相比具有良好的（de）曲麵加工特性，更能逼（bī）近曲麵的真實形狀。

3、根據（jù）加工策略選（xuǎn）擇

零件（jiàn）的加工常分為粗加（jiā）工、半精加（jiā）工、精（jīng）加工（gōng）三個加工階段，有時還有光整加工階段（duàn），合理劃分加工階段是保證加工精度所必須（xū）的。傳（chuán）統（tǒng）加工方（fāng）式因機床功能相對單一，所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個界線相對（duì）模糊，而且可能會（huì）有揉合的情（qíng）況(如粗加工階（jiē）段有（yǒu）精（jīng）加工的內容，精加工階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加工質量考慮（lǜ），數控加工（gōng）時加工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾時間和簡（jiǎn）化走刀動作等，如何確定各階（jiē）段（duàn）的加工（gōng）內容，考慮的問題（tí）可（kě）能與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是（shì）追求單位時間內的材料（liào）去（qù）除率，並為半精加工準備工件的幾何（hé）輪廓。 故多采用行切方（fāng）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平整，表麵精加工餘（yú）量均勻。故多采用環切方式。精加工的主要（yào）目標是獲（huò）得（dé）幾何尺寸、形狀精（jīng）度（dù）及表麵質量符合要求的工（gōng）件。應（yīng）根據工（gōng）件的（de）幾何特征對內部采用行（háng）切方式，對邊緣（yuán）及接合處采（cǎi）用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時確定走（zǒu）刀方式的原則主要有：應能保證零件的加工精度（dù）和表麵粗糙度的要求;應盡（jìn）量縮短加工路線，減少刀（dāo）具空程移（yí）動時間；應使數值計算簡單，程序段（duàn）數量少，以減少編程工作量。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；自由曲麵類環切方式逼近形狀。毛坯形狀的選用大小會影（yǐng）響編（biān）程的選擇（zé），可通過加大毛坯外形（xíng），將不易裝夾的外形加（jiā）工（gōng）轉化為易裝（zhuāng）夾的（de）行切方式形腔加工；或將用環切加工的自由曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。