CNC數控加（jiā）工,如何正確選擇走刀方（fāng）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（qí）配套的CAM 係統得到了廣泛的應用和發展（zhǎn）。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走（zǒu）刀方式（shì））是控製（zhì）設備加工運作的（de）核心，它直接影響加（jiā）工（gōng）工件（jiàn）的精度（dù）、表麵粗糙度（dù）、總體（tǐ）加工時間、機床刀具的（de）使用壽命等多個方麵，最終決定生產效率。

本文（wén）通過（guò）對（duì）走刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分析，並且針對銑削過程中（zhōng）工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇合適的走刀方式（shì）提供了參考（kǎo）依據。

一、走刀方（fāng）式

1、走刀方（fāng）式的基本概念

數控（kòng）加工中，走刀方式（shì）是指刀具完成工件切削（xuē）時（shí）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（dá）到零件（jiàn）的尺寸及精度要求，但加工效率卻不相同。

2、走刀方式的分類（lèi）

走刀方式可化分為（wéi）4類：單向（xiàng）走刀、往複走刀、環切走刀和複合走刀（dāo）。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工策略來說都是行切走刀。因此根據加工策（cè）略的（de）不同，走刀方式又可（kě）分為行切、環（huán）切和其他特殊方式。通常使用的（de）是行切和（hé）環切。

行（háng）切方式加工，有利於發（fā）揮機（jī）床（chuáng）的最大進給速度，同時（shí）其切削表麵質量也好於環切加工。然（rán）而，當複雜的（de）平麵型腔帶有多個凸台從（cóng）而形成多個內輪廓（kuò）時，常常會產生附加（jiā）的抬刀動作， 即（jí）在刀具軌跡某處，或者為避免刀具與（yǔ）凸台發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未（wèi）加工區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一（yī）刀具軌跡起始處，然後繼續切削動作。

行（háng）切加工刀（dāo）具軌跡主要由一係列與（yǔ）某一（yī）固定方向平行的直線段（duàn）組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工或去（qù）除大餘量的粗加工。如圖1—往複行（háng）切刀軌。

環切加工中刀具沿著邊界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（zhì）構造當前環形軌跡圖來（lái）計算下（xià）一條環形軌跡，計（jì）算複雜且耗時。適用於（yú）複雜型腔及（jí）曲麵的加（jiā）工。如圖（tú）2 —環切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的形狀及幾何要素：工件自身的（de）形狀及幾何要素包（bāo）括加工域的幾何形狀、島嶼（yǔ）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素，但卻（què）是決定走刀方式的根本因素。

2、工藝路線：工（gōng）藝路線是實現加工目的的（de）直接過程，是走刀方式選（xuǎn）擇的直接依（yī）據。工藝路線決定（dìng）了加工域（yù）的先後順序（xù），島嶼的（de）合並及拆分，粗加（jiā）工、半精加工、精加（jiā）工的劃分等。實現目標的（de）工藝路（lù）線有多種，這就決定了走刀方式的不同選擇。

3、工件材料：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工件材料是直接（jiē）的加工對象（xiàng），並不直接影響走刀方式，但會對刀具材料、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小等會造成工件各部分的加工（gōng）餘量分配是否均勻，同（tóng）時對可選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀（zhuàng）的不同，會改（gǎi）變裝夾方式、加工域的重新分（fèn）配等影響加工策略，導致采取（qǔ）不同的（de）走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方（fāng）式也間接影響走（zǒu）刀方式，如壓板（bǎn）產生的新“島嶼”的影響，緊固力對切削用（yòng）量影響而導致走刀方式的改變，振動對走（zǒu）刀方式（shì）影響。

5、刀（dāo）具的選用：刀具（jù）的選用包括刀具材料、刀具形（xíng）狀、刀具長度、刀具齒數等，這些參（cān）數決定（dìng）了（le）刀具與工件接觸的麵積大小和頻率，因而決（jué）定了單位時間裏切削材料的體積大小和機床負荷，其耐磨程度（dù）與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式（shì）產生直接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選取不同直徑的刀具，會影響殘留區域的大小，造成（chéng）加工軌（guǐ）跡的變（biàn）化，導致走刀（dāo）方式（shì）的不同。

6、加工（gōng）域選擇（zé）：在銑（xǐ）削過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多（duō）個內輪廓時，對於行切常常會產生附（fù）加的抬刀動作（zuò）；對於環（huán）切（qiē）則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀（dāo）動（dòng）作或加工軌跡加長，則會（huì）嚴重降低切削加工的效率。因（yīn）此，如何最大限（xiàn）度地減少這種狀況的次數就是我們（men）所關注的（de）一個主要問題（tí）。

把整個切削區域按加工需（xū）要分成若幹子區域，分別加工各子區域，抬刀發生（shēng）在各子區域之間，同時（shí）根據走刀方式對這（zhè）些加工子區（qū）域合並（bìng）或分割，甚至於忽略。這種不同的加（jiā）工域選擇，既減少了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長（zhǎng），同時可（kě）對新區域采用最（zuì）合理的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合理選擇（zé）

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，二是加工餘量是（shì）否均勻。一般來說，環（huán）切方式是基於工件形狀的走刀方式，加工餘量較均（jun1）勻。而選用行（háng）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，通常需要增加圍繞邊界的環切刀軌。若忽略餘量不均（jun1）勻性要（yào）求，行切走刀的刀軌（guǐ）長度通（tōng）常是（shì）比較（jiào）短的；若考慮餘量的不均勻性而增（zēng）加（jiā）環切刀軌（guǐ），當加工區域邊界較長（如多島嶼情況），則圍（wéi）繞邊界的環切刀軌對總的（de）加工時間影響比較明顯，行切刀（dāo）軌一般會比環切刀軌長。行切走刀（dāo）刀位容易（yì）計算（suàn），占用內存少（shǎo），但抬刀次（cì）數較（jiào）多。采（cǎi）用環形刀軌時，則需要多次（cì）對（duì）環邊界進（jìn）行偏（piān）置（zhì）並清除自（zì）交環。

2、根據外形特征選擇（zé）

工件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工客體的不同，可（kě）將工件簡單（dān）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，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工（gōng）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（tóng）時其切削表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵（miàn）類一般采用環切加工，主要是由於曲（qǔ）麵多（duō）為鑄件或由規則形狀（zhuàng）加工成型，餘（yú）量分布不均勻，同（tóng）時（shí）曲麵對型麵精度要求較高；其次是環切（qiē）加工與行切方式相比具（jù）有良好的曲麵加工特性，更能逼近曲麵的（de）真（zhēn）實形狀。

3、根據加工策略（luè）選擇

零件的加（jiā）工常分為粗加工、半精加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加工（gōng）階段，合（hé）理劃分加工階段是保證加（jiā）工精度所必須的。傳統加工方式因機床功（gōng）能相對單一，所以工藝路線中可（kě）較明顯（xiǎn）地看出各個階段的界線（xiàn），但數控銑削加工方式（shì）下這個界線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工階段（duàn）有精加工的（de）內容，精加（jiā）工階段也可能有粗加工的痕跡)，從保證加（jiā）工質（zhì）量考慮，數控加工時加（jiā）工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾時間和簡化走（zǒu）刀動作等，如何確（què）定各階段的加工內容，考慮的問題可能與傳統加工工藝（yì）有些不同。

粗加工的主要目標是追求單位（wèi）時間內的材料去除率，並（bìng）為半精加（jiā）工準備工件的（de）幾何輪廓。 故多采用行切方式或複合方式進行層切。半精加（jiā）工的（de）主要目標是使工件輪廓形狀平整（zhěng），表麵（miàn）精加工餘量均勻。故多采用環切方式（shì）。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表麵（miàn）質量符合要求的工件（jiàn）。應根據工件的幾何特征對內部采用行切方式（shì），對邊緣及接合處采用環切方式。

4、根據編（biān）程策（cè）略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零件的加（jiā）工（gōng）精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移（yí）動時間；應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。一般而言，對於（yú）平麵形腔類采（cǎi）用（yòng）行切方式劃分加工域，以減少抬刀（dāo）次數；自（zì）由曲麵類環切（qiē）方式逼近形狀。毛坯形（xíng）狀（zhuàng）的選用大小會影響編程的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加（jiā）工轉化為（wéi）易裝夾的行切（qiē）方（fāng）式形腔加工；或將（jiāng）用（yòng）環切加（jiā）工的自由曲麵改用行切方式（shì）去大餘量，以提高加工效率。