​CNC數控加（jiā）工,如何正（zhèng）確選擇走刀方式技（jì）巧！

隨著現代製造加工技（jì）術的不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統得到了廣泛的應用（yòng）和（hé）發展。CAM 係統（tǒng）生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製（zhì）設備加（jiā）工運作的核心，它直接影（yǐng）響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加（jiā）工時間、機床刀具的使（shǐ）用壽命等多個方麵，最終決定生產效率。

本文通過對走刀方式的不同（tóng）特點，及影響其選擇的（de）部分因（yīn）素的分析，並且針對（duì）銑削過程中工藝（yì）方法及走刀方式的比較，為（wéi）如（rú）何選（xuǎn）擇合（hé）適的走刀方式提供（gòng）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（gōng）中，走（zǒu）刀方（fāng）式是指刀具完成工件切（qiē）削時的軌跡規劃方式。在對同一個零件加工中（zhōng），多（duō）種走刀方式（shì）都可以達（dá）到零（líng）件的尺寸及精度要求，但加工效率卻不（bú）相同。

2、走刀方式的分（fèn）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。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單向（xiàng）或往複走刀，從加工策略來說都是行切走刀（dāo）。因此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行（háng）切（qiē）、環切和其他特（tè）殊方式。通常使用的是行切和（hé）環切。

行切方式加工，有（yǒu）利於發揮機床的最大（dà）進給（gěi）速度，同時其切削表麵質量也好於環切加工。然（rán）而，當複雜（zá）的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多（duō）個內輪廓時（shí），常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處（chù），或者為（wéi）避免刀具與凸台（tái）發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加工區域， 就要（yào）讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一刀（dāo）具軌跡起始處，然（rán）後繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主要由一係（xì）列與某一固定方向平行的直線段組成，計算（suàn）簡單。適用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（jù）沿著邊界輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線組（zǔ）成（chéng），能保證刀具切削零件時保持（chí）相同的切（qiē）削狀態。由於環切（qiē）加工是通過連續偏（piān）置（zhì）構造（zào）當前環形軌跡圖來計算下一（yī）條環形軌跡（jì），計算複雜且耗時（shí）。適用於複雜型（xíng）腔及曲麵的加工。如圖2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式（shì）的因素（sù）

1、工件自身的形狀及幾何要素：工件自身（shēn）的（de）形狀及幾何要素包括（kuò）加工域的幾何（hé）形狀、島（dǎo）嶼（yǔ）的大小和位置（zhì）等方麵。這是工件本身固有的特性，是屬（shǔ）於不可變化的因素，但（dàn）卻是決定走刀方式的根本（běn）因素（sù）。

2、工藝（yì）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。工藝路線決定（dìng）了加工域的先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精（jīng）加工、精加工（gōng）的劃分等。實現目（mù）標的工藝路線有多種（zhǒng），這就決定了走刀方式的不同選擇。

3、工件材料（liào）：工件（jiàn）材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（zǒu）刀方式，但會對刀具材料（liào）、大小、加工方式等選用產生影響，從而間接影響走刀方式。工件毛坯的形狀和大（dà）小等會造成工件各部分的加工（gōng）餘量分配是否均勻，同時（shí）對（duì）可選毛坯的工件，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，導致采取不同的走刀方式（shì）。

4、工件的（de）裝夾及緊固（gù）方式：工（gōng）件的裝（zhuāng）夾及（jí）緊（jǐn）固方式也間接影響走刀方式，如壓板產生的（de）新“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，振動對（duì）走刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選（xuǎn）用包括刀具材料、刀（dāo）具（jù）形（xíng）狀、刀（dāo）具長度、刀具齒數等，這些參（cān）數決定了刀具（jù）與工件接觸的麵（miàn）積大小和頻率，因而決定了單位時間裏（lǐ）切削材料的體積大小和機床負荷，其耐（nài）磨程度（dù）與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對（duì）走（zǒu）刀（dāo）方式（shì）產生（shēng）直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於（yú）選取不同直（zhí）徑（jìng）的（de）刀具，會影響殘留區域的（de）大小（xiǎo），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（guò）程中，當複雜的平麵型（xíng）腔帶有（yǒu）多（duō）個凸（tū）台從而形成多個內輪（lún）廓（kuò）時，對於（yú）行切常常會產（chǎn）生附加的抬刀動作；對於環切則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工（gōng）軌跡加長（zhǎng），則會嚴重降低切削加工的效率。因此，如何最大（dà）限度地減少（shǎo）這種狀況（kuàng）的次數就是我們所關注的一（yī）個主要問題。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子區域（yù），分別加工各子區域，抬刀發生在各子區域之（zhī）間，同時根據走刀方式對這些（xiē）加工子區域合並或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域選（xuǎn）擇（zé），既（jì）減少了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長，同時可對新區域采用最合理的（de）走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要考慮兩點：一是加工時間的長短，二是（shì）加工餘量是否均勻（yún）。一般來說，環（huán）切方式是基於工件形狀的（de）走刀方式，加工餘量較均勻。而選用行切方式的加（jiā）工餘量較（jiào）不均勻，若希望行切（qiē）加工後留下較均勻的餘量，通常需要增加圍繞（rào）邊界的環切刀軌。若忽（hū）略餘量不均勻性要（yào）求，行切走刀的刀軌長度通常是比較短（duǎn）的；若（ruò）考（kǎo）慮（lǜ）餘量的不（bú）均勻性而增加環切刀軌，當加工（gōng）區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環（huán）切刀軌對總（zǒng）的加工時間影響比較明顯，行（háng）切刀軌一般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容易計算，占用內（nèi）存少，但抬刀（dāo）次數較多。采用環形刀（dāo）軌（guǐ）時，則需要多次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根（gēn）據外（wài）形特征選擇

工件外形特征決定了加工的走刀（dāo）方式。根（gēn）據（jù）加工客體的不（bú）同，可將工件簡單的分成平（píng）麵形（xíng）腔類和自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行（háng）切方式（shì）加工，由於該（gāi）類工件多為毛坯整體（tǐ）掏（tāo）銑加工成型，如盒體、基座（zuò）等零件，加工餘量較大，采用行切（qiē）方式有（yǒu）利於發揮機床的最大進給速度，提高加工效率（lǜ），同時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般采用環（huán）切加工，主要是由於曲麵（miàn）多為鑄件或由規則（zé）形狀（zhuàng）加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵（miàn）精度要求較高；其次是環切加工與行切方式（shì）相比具有良好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的（de）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（jīng）加工、精加工三個加工階段，有時還有光整（zhěng）加工階段，合理（lǐ）劃分加工（gōng）階段是保證加工精度所必須的。傳統加工方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（dàn）數控銑削（xuē）加工（gōng）方式下這個界線相對模糊，而且可能會有揉合的（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的痕跡（jì）)，從保證加工質量考慮，數控加工（gōng）時加工階段的劃分也是需要的，但為了減（jiǎn）少裝夾時間和簡化（huà）走刀動作等，如何確定各階段的（de）加工內容，考慮（lǜ）的問題可能與傳（chuán）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（nèi）的材料去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪（lún）廓。 故多采用行切方式或複合方（fāng）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（qiē）方式。精加工（gōng）的主要（yào）目標是（shì）獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵質量符合要求的工件。應根（gēn）據工（gōng）件的（de）幾何特（tè）征對內部采用行切方式，對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根據編程策略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應（yīng）能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的（de）要求（qiú）;應盡（jìn）量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；應使數值（zhí）計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作（zuò）量。一般而言，對於平麵形腔類采用（yòng）行切方式劃分加（jiā）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（xiǎo）會影響編程（chéng）的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工轉化（huà）為（wéi）易裝夾的行切方式形腔加工；或將（jiāng）用環切加工的自由曲麵改用行切方式去大（dà）餘（yú）量，以提高加工效率。