​CNC數控加工,如何正確選擇走（zǒu）刀方式技巧！

隨（suí）著現（xiàn）代製造加工（gōng）技術的不斷發（fā）展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得（dé）到了廣泛（fàn）的應用和（hé）發展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製（zhì）設備（bèi）加工運作的（de）核心，它直接影響加（jiā）工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床（chuáng）刀具的使用壽命等（děng）多個方麵（miàn），最終決定生產效率。

本文通過對走刀方式的不同特點，及影（yǐng）響其選擇（zé）的部分因（yīn）素的分析，並且針對銑削過程中工藝方法（fǎ）及走刀方式的比（bǐ）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

數控加工中，走刀方式是指刀具完成工件切削時的軌跡規劃方式。在對同一個零（líng）件加工中，多種走刀方式都可以達到零件的尺寸及精度要求，但加工效率（lǜ）卻不相同。

2、走刀（dāo）方（fāng）式的分（fèn）類

走（zǒu）刀方式可化分為（wéi）4類：單向走刀（dāo）、往複走刀、環切走（zǒu）刀和複合走刀。複（fù）合走刀是前三種的混合走刀。采（cǎi）用單向或（huò）往（wǎng）複走刀，從加工策略來（lái）說都是行切走刀。因此根據加工策（cè）略的不同，走刀（dāo）方式（shì）又可分為行切、環（huán）切和其他特殊方式。通常使用的是（shì）行切和環切。

行切方式加工，有（yǒu）利於發揮機床的最大進給速（sù）度（dù），同時其切削表麵質量也（yě）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（huì）產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為（wéi）避免刀具與凸台發生幹（gàn）涉，或者為使刀具回至剩餘未加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高（gāo）度，再（zài）平移至另外一刀具軌跡起始處，然後繼（jì）續切削動作。

行切加（jiā）工刀具軌跡主要由一係列與（yǔ）某（mǒu）一固定方向平行的直（zhí）線段組成，計算簡（jiǎn）單（dān）。適用（yòng）於簡單型腔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輪廓相似的路徑走刀（dāo），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（tài）。由於環切加工是通過（guò）連續偏置構造當前環形軌跡圖來計算下一條環形軌（guǐ）跡，計算複雜（zá）且耗時（shí）。適用於複（fù）雜（zá）型腔及曲（qǔ）麵的加工。如（rú）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（zhuàng）、島嶼的大小和位置等（děng）方麵。這是工件本身固有的特性，是屬（shǔ）於不可變化的因素，但卻是（shì）決定走刀方式的根（gēn）本因素。

2、工藝路線（xiàn）：工藝路線是實現加工目的的直接過程（chéng），是走刀方式選擇的（de）直接依據。工藝路線決定了加（jiā）工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗（cū）加工、半精加工、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有多種，這（zhè）就決定了走刀方式的不（bú）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，工件材（cái）料是直接的加工對象，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（xuǎn）用產生影響，從而間接影響走刀方（fāng）式。工件毛坯的形狀和大小等會造成（chéng）工件各部（bù）分的加工餘量分配是否均勻，同時對可選毛坯的工件，利用（yòng）毛（máo）坯大小、形狀（zhuàng）的不同，會改變（biàn）裝夾（jiá）方式、加工域的重（chóng）新分配等影響加（jiā）工策（cè）略，導致采取不（bú）同的走刀方式。

4、工件（jiàn）的裝夾及（jí）緊固方式（shì）：工件的裝夾及緊固方式也間（jiān）接影響走刀（dāo）方式，如壓板產生的新（xīn）“島嶼”的（de）影響，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、刀具長度、刀具齒數（shù）等，這些參數決定了刀具與工（gōng）件接觸的麵積大小和頻（pín）率，因而決定了單位時（shí）間裏切削材料的體積大小和機床負荷，其耐（nài）磨程度與刀具壽命則決定（dìng）了切削時間的長短（duǎn）。而其中對走刀方式產生直接影響的是刀具大（dà）小（即直（zhí）徑）。由於選取不（bú）同直徑的刀具，會影響殘留區域的（de）大小，造成加工軌跡的變（biàn）化，導（dǎo）致走刀（dāo）方式的不同。

6、加工域選擇：在（zài）銑削過程中，當複（fù）雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形（xíng）成多個內輪廓時（shí），對於行切常常會產生附加的（de）抬刀動作；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削加工的效率。因此，如何最大限度地（dì）減少這種狀況的次數就是我們（men）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（jiā）工各子區域，抬刀發生在各子區域之間，同時根據走刀方式對（duì）這些（xiē）加工子區域合並或分割（gē），甚至於忽略。這種不同（tóng）的（de）加工域選擇（zé），既減少了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長，同時可對新（xīn）區域采用最合理的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的（de）合（hé）理選擇

1、基本選擇原則

選（xuǎn）擇走（zǒu）刀方式時要考慮兩點：一（yī）是加工時間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般來說（shuō），環切方式是基於工件形狀的走刀方式，加工餘量（liàng）較均（jun1）勻。而選用行切方式的加工餘量較（jiào）不（bú）均勻，若（ruò）希望行切加工後留下較均勻的餘量，通常需要增加圍（wéi）繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長（zhǎng）度通常是（shì）比較短的；若考慮餘量的不均勻（yún）性而增加環切刀軌，當加工區域邊界（jiè）較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對（duì）總的加工時間影響比（bǐ）較明顯，行切刀軌一般會比環切刀軌長（zhǎng）。行切走刀刀位容易計算，占用內存少，但（dàn）抬刀次數較多。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。

2、根據外形特征（zhēng）選擇

工件外形特征（zhēng）決定了加工（gōng）的（de）走刀方式。根據加工客體的不（bú）同，可將（jiāng）工件簡單的分（fèn）成平麵形（xíng）腔類和自（zì）由曲麵類。平麵形腔類一般采（cǎi）用行切方式加工，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加（jiā）工成型，如盒體、基座（zuò）等零件，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮機床的最大進給速度，提高加（jiā）工效率，同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自（zì）由曲麵類一般采用環切加工（gōng），主要是由於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工（gōng）成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵精度要求較（jiào）高；其次是環切加（jiā）工與行切方式相比（bǐ）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（jiā）工階段，合理劃（huá）分加工階段是保證加工精度所必須的。傳（chuán）統加工方式因（yīn）機床功能相對單一，所以工藝路線中（zhōng）可較明顯地看出各個階段的界線，但數（shù）控銑削加工方式下這個界（jiè）線相對模糊，而且可能會有（yǒu）揉合的（de）情（qíng）況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工階段也可能有粗加工（gōng）的（de）痕跡)，從保證加工質量考慮，數控（kòng）加（jiā）工時加（jiā）工階段的劃分也是需要（yào）的，但（dàn）為了減少裝夾時間（jiān）和簡（jiǎn）化走刀動（dòng）作等，如何確定各階段的加工內容，考慮（lǜ）的問題可能與傳（chuán）統加工（gōng）工藝有些不同。

粗加工（gōng）的主（zhǔ）要目（mù）標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工（gōng）準（zhǔn）備工件（jiàn）的幾（jǐ）何輪（lún）廓。 故（gù）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是使工件輪廓形狀平整，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（jǐ）何尺寸、形（xíng）狀精度及表（biǎo）麵質量符合要求的工件。應根據（jù）工（gōng）件的幾何特征對內部采（cǎi）用行切方式，對邊緣及接合（hé）處采用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編（biān）程（chéng）時確定走刀（dāo）方（fāng）式的原則主要有：應能保證零件的加工精（jīng）度和表麵粗糙度的要求;應盡量（liàng）縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；應使數值計算簡（jiǎn）單（dān），程序段數量少，以減少編程（chéng）工作量。一（yī）般而言，對於平麵形腔類采用行切方式（shì）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（zhuàng）。毛坯形狀的選用大小會（huì）影響編程的選擇，可通過加（jiā）大毛坯外（wài）形，將不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行切方式形腔加工；或（huò）將用環（huán）切加工的自由（yóu）曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。