​CNC數控加工（gōng）,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，數控加工設備和其配套（tào）的CAM 係統得到了廣（guǎng）泛的（de）應用和發展。CAM 係統生（shēng）成的加工刀具軌跡（即走刀（dāo）方式）是控製設備加工運作的核心，它直接影響加工工件的精度、表（biǎo）麵粗糙度、總（zǒng）體加工時間、機床（chuáng）刀（dāo）具的使（shǐ）用壽命等多個方麵，最（zuì）終決定生產效率。

本文通過對走（zǒu）刀方式的不同特（tè）點，及影響其選擇（zé）的部分因素的（de）分析，並且針對銑削過程中工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇合適的走刀方式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基（jī）本概念

數控加（jiā）工中，走（zǒu）刀方式是指刀具完成（chéng）工件切削時的軌跡規劃方（fāng）式。在（zài）對同一個零件加工中，多種走刀方式都（dōu）可以達到零件的尺寸及精度要（yào）求，但加工效率卻不相（xiàng）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。複（fù）合走刀是前三（sān）種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工策略來（lái）說都是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方（fāng）式又可分為行切、環切和其他特殊（shū）方式。通常使用的是行切和環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最（zuì）大進給速度，同時其切削表麵質量也（yě）好於環切加工。然而，當複雜的（de）平麵型（xíng）腔帶有多個（gè）凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處（chù），或者為避免刀（dāo）具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵（miàn）有（yǒu）一定高度，再平移至另外一刀具軌跡起始處（chù），然後繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主要由（yóu）一係列與某一固定方（fāng）向平行的直線（xiàn）段組成（chéng），計算簡單。適用於簡單型腔精加工或去除大餘量的（de）粗加工。如圖1—往複行切刀（dāo）軌。

環切加工中刀具沿（yán）著邊界輪廓相似（sì）的路徑（jìng）走（zǒu）刀，由一組（zǔ）封（fēng）閉曲線組成（chéng），能保證刀（dāo）具切（qiē）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跡（jì）圖（tú）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（tú）2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的（de）形狀（zhuàng）及（jí）幾何要（yào）素：工件自身的形狀及幾何（hé）要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的（de）大小（xiǎo）和位置等方麵。這是工（gōng）件本身固有的特性，是屬於（yú）不（bú）可變（biàn）化的因素，但卻是決定走刀方（fāng）式的根本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是（shì）走刀（dāo）方式選擇的直接依（yī）據（jù）。工藝（yì）路線決定了加工域（yù）的先後（hòu）順序（xù），島（dǎo）嶼的合並及拆分，粗加工（gōng）、半精加工、精加工的劃（huá）分等。實現（xiàn）目標的工藝路線（xiàn）有多種，這就決定了走刀方式的不同選擇（zé）。

3、工件材料：工件材（cái）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象，並不直接影響走刀方式，但（dàn）會對刀具材料、大小、加（jiā）工方式等選用產生影（yǐng）響（xiǎng），從而間接影（yǐng）響走刀方式。工（gōng）件毛坯的形狀（zhuàng）和大小等會造成（chéng）工件各部分的加工餘（yú）量分配是否均勻，同時（shí）對可選毛坯（pī）的工件，利用毛坯大小、形狀的不同，會改變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加工策略（luè），導致采取不（bú）同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接（jiē）影響（xiǎng）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變，振動對走刀方式影響。

5、刀具（jù）的選用：刀具的（de）選（xuǎn）用包括刀具材料、刀具（jù）形狀、刀具長度（dù）、刀具（jù）齒數等，這些參數決（jué）定了刀具與（yǔ）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料的體積大小和機床負荷，其（qí）耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而（ér）其中對走刀方式產生直接（jiē）影響的（de）是刀具大小（即直（zhí）徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大（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，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，對於行切常常會（huì）產生（shēng）附加的抬刀動作；對於環切則會使加（jiā）工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌跡加長（zhǎng），則會嚴重降低（dī）切削加工的效率。因此，如何（hé）最大限度地減少這種狀況的次數就是我們所關注的一個主要問題。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子區域，分別加工各子區域（yù），抬刀發生在各子區域之間，同時根據走刀方式對這些加工（gōng）子區域合並或分割，甚（shèn）至於忽略。這種不同的（de）加工域（yù）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（duì）新區域采用最合理的（de）走刀方式，提高（gāo）了加工效率。

三（sān）、走刀方式的合理選擇

1、基（jī）本選擇原則

選擇走（zǒu）刀方式時要考慮兩點：一是加工（gōng）時間的長（zhǎng）短，二是加工餘量（liàng）是否均勻。一般來說，環切方（fāng）式是基（jī）於工（gōng）件形狀的走刀方式（shì），加工餘量較均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻，若（ruò）希望（wàng）行切加工後留下（xià）較均勻的餘量，通常需要增加圍繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不（bú）均（jun1）勻性要求，行（háng）切走刀的刀軌長度通常是比較短的；若考慮餘量（liàng）的不均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多島嶼情（qíng）況），則（zé）圍繞邊（biān）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（huì）比環（huán）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（yòng）環（huán）形（xíng）刀軌時，則（zé）需要多次對環邊界進（jìn）行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征（zhēng）選擇

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

自由曲麵類一（yī）般采用環切加工，主要是由於（yú）曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵精度要求較高；其次是環切加工與行切方式相比具有良好的（de）曲麵加工（gōng）特性，更能逼近曲麵的真實形狀（zhuàng）。

3、根據（jù）加工策略（luè）選擇

零件的加工常分為粗加（jiā）工、半精加工、精加工三個加（jiā）工階段（duàn），有時還有光整加工階段，合理劃分加工（gōng）階段是保證加工精（jīng）度所必須的。傳統加工方式因機床功能相對單一，所（suǒ）以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線，但（dàn）數控銑削加工方式（shì）下這個界線相對模（mó）糊，而且可能（néng）會有揉合的（de）情況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工階段也可（kě）能有粗加工（gōng）的痕（hén）跡（jì）)，從保證加工質量考（kǎo）慮（lǜ），數控加工時加（jiā）工階段的劃分也是需要的，但為了減（jiǎn）少裝夾（jiá）時間（jiān）和簡化走（zǒu）刀動作等，如何確定各階段的加工內容，考慮的問題（tí）可能與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是追求單（dān）位時間內的材料去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 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平整，表麵精加（jiā）工餘量均勻。故多采用環切方式（shì）。精加工（gōng）的主（zhǔ）要目（mù）標是獲得幾何尺寸、形（xíng）狀精度（dù）及表麵質量符合（hé）要求的工件。應根據工件的幾何特征對內部采（cǎi）用行（háng）切方式（shì），對邊緣及接合處采用環切（qiē）方式。

4、根據編程策略選擇（zé）

編程時確定走刀方式的原則主要有：應（yīng）能保證零件的（de）加工精度和表麵粗（cū）糙度的（de）要求;應盡量縮短加工（gōng）路線，減少刀具空程移動時間；應（yīng）使數值計算簡單，程序段（duàn）數量少，以減少編程工作（zuò）量。一般而言（yán），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（miàn）類環（huán）切方式逼近形狀。毛坯形狀的選用大小會影響編程的選擇，可通過加（jiā）大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工轉（zhuǎn）化為易裝夾的（de）行切方式形腔加工；或將（jiāng）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。