CNC數（shù）控加工,如何正確選擇走刀（dāo）方式（shì）技巧（qiǎo）！

隨著現代製造加工技術的不斷發展，數控加工設（shè）備和其配套的CAM 係統得到（dào）了廣泛的應用和發展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（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（jiàn）的精度、表麵粗（cū）糙（cāo）度、總體加工時（shí）間、機床（chuáng）刀具的使（shǐ）用壽命等多個方麵，最終決定（dìng）生產效率。

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

一、走刀方式（shì）

1、走刀方式的基本概念

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

2、走（zǒu）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（huán）切走刀和複合走刀。複合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工策略（luè）來說都是行（háng）切走刀。因此根據加工（gōng）策略的不同，走刀方（fāng）式又可分為行切、環切和其他特（tè）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（de）最大（dà）進給速度（dù），同時其切削表麵質量也好於環切加工。然而，當複雜（zá）的平麵型腔帶有多（duō）個（gè）凸台從而形成多個內輪（lún）廓時，常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具（jù）軌跡某處，或者為避免刀（dāo）具與凸台發生（shēng）幹涉，或者為使刀（dāo）具回至剩餘未加工（gōng）區域， 就要讓刀具抬起，使之距加工平麵有（yǒu）一定高度，再平移至另外一刀（dāo）具軌跡（jì）起始處，然後繼續（xù）切削動（dòng）作。

行切（qiē）加工刀具軌跡主要由一係列與（yǔ）某一固定（dìng）方向（xiàng）平行的直線段（duàn）組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工或（huò）去除大餘量的粗加工。如圖1—往（wǎng）複（fù）行切刀軌。

環切加工中刀具沿著邊界輪廓相似的路（lù）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（xuē）狀（zhuàng）態（tài）。由於環切加工是通過連續偏（piān）置構造當前環形軌（guǐ）跡圖來計算下一條環形軌（guǐ）跡，計算複雜且耗時。適用於（yú）複雜型（xíng）腔及曲麵的加（jiā）工。如圖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（gōng）件自身的形（xíng）狀及幾何要（yào）素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和（hé）位置等方（fāng）麵。這是工件（jiàn）本身（shēn）固有的特性，是屬於（yú）不可變化的因素，但卻（què）是決（jué）定走刀方式的根本因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是（shì）走（zǒu）刀方式選擇的直接依（yī）據。工藝路線決定了加工域的先後順序，島嶼的合（hé）並（bìng）及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實現目標的工藝路線有多種，這就決定了走刀方式（shì）的不同選擇。

3、工件材料：工件材料（liào）也是決（jué）定（dìng）走刀（dāo）方式（shì）的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直（zhí）接影響走刀方式，但會（huì）對刀具材料、大小、加工方式等選（xuǎn）用產生（shēng）影響，從而間（jiān）接影響走刀（dāo）方式。工件毛坯的形狀和（hé）大小等會造成工件各部分（fèn）的加工餘量分配是否均勻，同時對可選毛坯的工件，利用毛坯大小（xiǎo）、形狀的不同，會改變裝夾方式、加工（gōng）域的重新分配等影響（xiǎng）加工策（cè）略，導致采取不（bú）同的（de）走刀方式。

4、工件（jiàn）的裝夾及緊固方（fāng）式：工件的裝夾及緊固方式（shì）也間接影（yǐng）響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼（yǔ）”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（fāng）式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包括（kuò）刀具材料、刀具形（xíng）狀、刀具長度、刀具（jù）齒數等，這些參數決定了（le）刀（dāo）具與工件接觸的麵積大小和頻率（lǜ），因而決定了單位時間裏切（qiē）削材料的體積大小和機床負荷（hé），其耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其（qí）中對走（zǒu）刀方式產生直接影響的是刀具大小（xiǎo）（即直徑）。由於（yú）選取不同直徑的（de）刀具，會影響（xiǎng）殘留區（qū）域的大小，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（de）平麵型（xíng）腔帶有多個凸台從而形成多（duō）個內輪廓時，對於行切常（cháng）常會產生（shēng）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（huò）加工軌跡加長，則會（huì）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（zhǒng）狀況的次（cì）數就是（shì）我們所關注的（de）一個主要（yào）問題。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子（zǐ）區域，分別（bié）加工各（gè）子區（qū）域（yù），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（gōng）子區域合並或分割，甚至於忽略。這（zhè）種不同的加工域選擇，既減少了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長，同時（shí）可對新區域采用最合理的走刀方式，提高了加工效率。

三、走刀方式的合（hé）理選擇

1、基本選擇原則

選擇（zé）走刀方式時要（yào）考慮兩（liǎng）點：一是加工時（shí）間的長短，二是加工餘量是否均勻。一般來說，環切方式是（shì）基（jī）於工件形狀的走（zǒu）刀方式（shì），加工餘量（liàng）較均勻（yún）。而選用行切方式的加工（gōng）餘量較不均勻，若希望行切加工後留下較（jiào）均勻的餘量，通常需要增加圍繞（rào）邊界的環切刀軌。若忽略餘（yú）量不均勻性要求，行切（qiē）走刀的刀軌長度通常是比較短的；若考慮餘（yú）量的不均勻性而增加（jiā）環切（qiē）刀（dāo）軌，當加工區域邊界（jiè）較長（zhǎng）（如多島（dǎo）嶼情況），則（zé）圍繞邊界的環切刀（dāo）軌對總的加工時間影響比較明顯（xiǎn），行切刀軌一般會比環切刀軌長。行切走刀刀位容（róng）易（yì）計（jì）算（suàn），占用內存少，但抬刀次數較（jiào）多。采用（yòng）環形（xíng）刀軌時，則需要多（duō）次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根（gēn）據外形特征（zhēng）選擇（zé）

工件外（wài）形特征決定了加工的走刀方式。根據加工（gōng）客體的不同（tóng），可將工件（jiàn）簡單的分成平麵形腔類和自（zì）由曲麵（miàn）類。平麵形腔（qiāng）類一（yī）般采用行切方（fāng）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，加工餘量較大，采用行切方式有利於發揮機（jī）床的最大進給速度，提高（gāo）加工效率，同時（shí）其切削表麵質量也好（hǎo）於環切加工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲麵多為鑄件或（huò）由規則形狀加工成型，餘量（liàng）分布不均勻，同時曲麵對型麵精度要求較（jiào）高；其（qí）次是環切（qiē）加工與行（háng）切方式相比具有良好的（de）曲麵加工特性，更能逼近曲麵（miàn）的真實形（xíng）狀。

3、根據加工策略選擇

零件（jiàn）的加工（gōng）常分為粗加工（gōng）、半精加工、精加工三個（gè）加工階段（duàn），有時（shí）還有光（guāng）整加工（gōng）階段，合理劃分加工階段是保證加工精度所必須的。傳統加（jiā）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（chū）各（gè）個階段的界線，但數控銑削加工方式下這個界線相（xiàng）對模糊，而且可（kě）能會有揉合的情況(如粗加工階（jiē）段有精加工（gōng）的內容，精加工階（jiē）段也可（kě）能有粗加工的痕跡)，從保證（zhèng）加工質量考慮，數控加工時加工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾時（shí）間和簡化走刀動作等，如何（hé）確定各（gè）階段的（de）加工內容，考慮的問題可能與（yǔ）傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標是（shì）追（zhuī）求單位時間內的材料去除率，並為半精加工準備工件（jiàn）的（de）幾何輪廓。 故多采用（yòng）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（jiàn）輪廓（kuò）形狀平整，表麵（miàn）精（jīng）加工餘量均勻。故多采用環切方式。精（jīng）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。應根據工件的幾何特征對內部采（cǎi）用行切方式，對邊（biān）緣及接合處采用環切（qiē）方式。

4、根據編（biān）程策略選擇

編程時確定走刀方式的原則主要有：應能保證零件的加工精（jīng）度和表麵（miàn）粗糙度的要求;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（suàn）簡單，程序段數量少，以減（jiǎn）少編程工作量（liàng）。一般而言，對於平麵形腔（qiāng）類采用行切方式劃分加工域，以減少抬（tái）刀次數；自由曲麵類環切方式逼（bī）近形狀。毛坯形狀的選用（yòng）大小會影響編程的選擇，可通過（guò）加大毛坯外形，將不易裝夾的（de）外形加工轉化為易裝夾（jiá）的行切方式形腔加工；或將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。