​CNC數控加工,如何正確選（xuǎn）擇走刀（dāo）方式技巧！

隨著現（xiàn）代製造加（jiā）工技術（shù）的不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統（tǒng）得到了廣泛的應用和發展。CAM 係統生成的加工刀（dāo）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（děng）多個方麵，最終決定生產效率。

本文通過對走（zǒu）刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分析（xī），並且針對銑（xǐ）削過程中工藝（yì）方法及走刀方式的比較，為如何選擇合（hé）適的走刀方式提（tí）供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概念

數控（kòng）加工中，走刀方式是指刀具（jù）完（wán）成工件切削時的軌跡規劃方式。在對同一個零（líng）件加工中，多種走刀方式都可（kě）以達（dá）到（dào）零件的尺寸及精度要求（qiú），但加工效率卻不相同。

2、走刀方（fāng）式的分類（lèi）

走刀方式可化分為4類：單向走刀、往複走（zǒu）刀、環（huán）切（qiē）走刀和複合走（zǒu）刀。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往複走（zǒu）刀，從加工策略來說都是行切走刀。因此（cǐ）根據加工策略（luè）的不同，走刀方式又可（kě）分為行切、環切和其（qí）他特殊（shū）方式。通常使用的是行切和環切。

行切（qiē）方式加工，有利於發揮機床的最大進給（gěi）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（miàn）型腔帶有多個凸台從（cóng）而形（xíng）成多個內輪廓時（shí），常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡（jì）某（mǒu）處，或者為（wéi）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（qǐ），使（shǐ）之距加工平麵（miàn）有一定高度，再平移至另外一刀具軌（guǐ）跡起（qǐ）始處，然後繼續切削動作（zuò）。

行切加工刀具軌（guǐ）跡主要由一係列與某一固定方向平行的直線（xiàn）段組成，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—往複行切刀軌。

環切加工（gōng）中刀具沿著邊界（jiè）輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具切削（xuē）零件時保持相同的切削狀（zhuàng）態。由於環切加工（gōng）是（shì）通過連續偏置構造當前環形軌（guǐ）跡圖來計算下（xià）一條環（huán）形軌跡（jì），計算複雜且耗時（shí）。適用於複雜型腔及曲麵的加工（gōng）。如圖2 —環切刀軌（guǐ）。

二、影（yǐng）響（xiǎng）走刀方式的因素（sù）

1、工件自身的形狀及幾何要素（sù）：工件自身（shēn）的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬於不可變化的因（yīn）素，但卻是決定走刀方式的根本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現（xiàn）加工目的的直接過程，是（shì）走刀方（fāng）式選擇的直接依據。工藝路線決定了加工域的先後（hòu）順序，島嶼（yǔ）的合並及拆（chāi）分，粗加（jiā）工、半（bàn）精（jīng）加工、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有（yǒu）多種，這就決定了走刀方式的不同選（xuǎn）擇。

3、工件（jiàn）材料：工件材料也是決（jué）定走（zǒu）刀方式的因素之（zhī）一，工件材料是直接的加工對象，並（bìng）不直接影響走刀（dāo）方（fāng）式，但會對刀（dāo）具材（cái）料、大小、加（jiā）工方式等選用產生影響，從而間接影響（xiǎng）走刀方式。工（gōng）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（pèi）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（biàn）裝夾方（fāng）式、加工域的重新分配等影（yǐng）響（xiǎng）加工策略，導致采取不（bú）同的（de）走刀方式。

4、工件的裝（zhuāng）夾及緊固方式（shì）：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如（rú）壓板產生的新“島嶼”的影響（xiǎng），緊固力對切削用量影響而導致走刀方式的改變，振動（dòng）對走刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括刀具材料、刀具形狀（zhuàng）、刀具長度、刀具齒（chǐ）數等，這些參數（shù）決定（dìng）了刀具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料的體積大小和（hé）機床負荷，其（qí）耐（nài）磨程度與刀具（jù）壽（shòu）命則決定了切削（xuē）時間的長短。而其中對走刀方式產生直接影（yǐng）響（xiǎng）的是刀具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的（de）刀具，會影響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致走刀方式的不同。

6、加（jiā）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（lún）廓時，對於行切常常會產生附加的（de）抬刀（dāo）動作；對於（yú）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長，則會嚴重降低切（qiē）削加工的效率。因此，如何最大限度地減少這種狀況的次（cì）數就是我們所關（guān）注（zhù）的一個主（zhǔ）要問題。

把整個切削區域按（àn）加工需要分成若幹子區域，分別加工各子區域，抬刀發生在各子區域之間，同（tóng）時根據走刀方式對這些加工子區域合並（bìng）或分割，甚至於忽（hū）略。這種不同的加工域選擇（zé），既減少了抬（tái）刀次數又不會使加工軌跡的相對變（biàn）長，同時可對新區域采用最合理的走刀方式，提高了（le）加工效率。

三、走刀方式的合理選擇（zé）

1、基本選擇（zé）原則

選擇走刀方式時要考慮兩點：一是加工（gōng）時間的（de）長（zhǎng）短，二是加（jiā）工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是基於工件形狀的走刀方式，加（jiā）工餘量較均勻。而選用行切方式的加（jiā）工餘（yú）量較不（bú）均勻（yún），若希望行切加工後留下較均（jun1）勻的餘量，通常需（xū）要增加圍繞邊界（jiè）的環（huán）切（qiē）刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀（dāo）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（guǐ），當加（jiā）工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊（biān）界的環切刀軌對總（zǒng）的加工時間影（yǐng）響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀（dāo）軌長。行切走（zǒu）刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數（shù）較多。采用環形刀軌時，則需要多次對（duì）環邊（biān）界進行（háng）偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形（xíng）特（tè）征決定了加工（gōng）的走刀（dāo）方式。根據加工客體的不同，可將工（gōng）件簡單的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式加工，由（yóu）於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如（rú）盒體、基（jī）座等零件，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮機（jī）床的最（zuì）大（dà）進給速（sù）度，提高加工效率（lǜ），同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般（bān）采用環（huán）切加工（gōng），主要是由於曲麵多為鑄件或由規則（zé）形狀加工成型，餘量（liàng）分布（bù）不均勻，同時曲麵對型麵精度（dù）要求較高；其次是環切加工與行切方式相比（bǐ）具有良好的曲麵（miàn）加工特（tè）性，更能逼近曲麵的真實形狀。

3、根據加（jiā）工策略選擇

零件的加工常（cháng）分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加工（gōng）階（jiē）段，合理劃分加工階段是保證加工精度所必須的（de）。傳統加（jiā）工方（fāng）式因機床功能相（xiàng）對單一（yī），所以工藝路線中（zhōng）可較（jiào）明顯地（dì）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模糊，而且（qiě）可能會有揉合的（de）情況(如粗加（jiā）工階段有精加工（gōng）的（de）內容，精加（jiā）工階（jiē）段也可能有粗加工的痕跡（jì）)，從保證加工（gōng）質量考慮，數控加工時加工階段的劃分也（yě）是需要的，但為了減少裝夾時間和簡化走刀動作等，如何（hé）確定各階段的加工（gōng）內容，考慮的問題可能與傳統加工（gōng）工藝有些不同（tóng）。

粗加工的主要目標是追求單位時（shí）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（huò）複合方式（shì）進行層切。半精加工的主要（yào）目標是（shì）使工件輪廓形（xíng）狀平整，表麵精加（jiā）工餘量均勻。故多采（cǎi）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。應根據（jù）工件的幾何特征（zhēng）對內部采用（yòng）行切（qiē）方式，對邊緣及接合（hé）處采用環切（qiē）方式。

4、根據編程策略選擇

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（hé）表麵粗糙度（dù）的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；應使數值計算簡單，程序段（duàn）數量少，以減少編程工作量。一般而言，對（duì）於平麵形腔類（lèi）采用行切方式劃分（fèn）加工域（yù），以減少抬刀次數；自由曲麵類環切（qiē）方式逼近形狀。毛坯形狀的選用大小會影響編程的（de）選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的（de）外形加工（gōng）轉化為易裝夾的行切（qiē）方式形腔加工；或（huò）將用環切加工的自由曲麵改用行切方式去（qù）大餘量，以提高加工效率。