一、走刀方式

　　1、走刀方式的基本概念

　　數控加工中，走刀方式是指dao具完成工件切削時(shí)的軌跡規劃方式。在對同一個(gè)零件加工的過(guò)程中，多種走刀方式都可以到零件的尺寸及精度要求，但是加工效率卻不相同。

　　2、走刀方式的分類(lèi)

　　走刀方式可化分為四類(lèi)：?jiǎn)蜗蜃叩?、往復走刀、環(huán)切走刀和復合走刀。復合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往復走刀，從加工策略來(lái)說(shuō)都是行切走刀。因此根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行切、環(huán)切和其他方式。通常使用的是行切和環(huán)切。

　　行切方式加工，有利于發(fā)揮機床的進(jìn)給速度，同時(shí)其切削表面質(zhì)量也好于環(huán)切加工。然而，當復雜的平面型腔帶有多個(gè)凸臺從而形成多個(gè)內輪廓時(shí)，常常會(huì )產(chǎn)生附加的抬刀動(dòng)作， 即在dao具軌跡某處，或者為避免dao具與凸臺發(fā)生干涉，或者為使dao具回至剩余未加工區域， 就要讓dao具抬起，使之距加工平面高度，再平移至另外一dao具軌跡起始處，然后繼續切削動(dòng)作。

　　行切加工dao具軌跡主要由一系列與某一固定方向平行的直線(xiàn)段組成，計算比較簡(jiǎn)單。適用于簡(jiǎn)單型腔精加工或大余量的粗加工。

　　環(huán)切加工中dao具沿著(zhù)邊界輪廓相似的路徑走刀，由一組封閉曲線(xiàn)組成，切削零件時(shí)保持相同的切削狀態(tài)。由于環(huán)切加工是通過(guò)連續偏置構造當前環(huán)形軌跡圖來(lái)計算下一條環(huán)形軌跡，計算復雜且耗時(shí)。適用于復雜型腔及曲面的加工。

　　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面。這是工件本身固有的特性，是屬于不可變化的因素，但卻是決定走刀方式的根本因素。

　　2、工藝路線(xiàn)：工藝路線(xiàn)是實(shí)現加工目的的直接過(guò)程，是走刀方式選擇的直接依據。工藝路線(xiàn)決定了加工域的先后順序，島嶼的合并及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實(shí)現目標的工藝路線(xiàn)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，工件材料是直接的加工對象，并不直接影響走刀方式，但會(huì )對dao具材料、大小、加工方式等產(chǎn)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(huì )造成工件各部分的加工余量分配是否均勻，同時(shí)對可選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀的不同，會(huì )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。

　　4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產(chǎn)生的新“島嶼”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(dòng)對走刀方式影響。

　　5、加工域選擇：在銑削過(guò)程中，當復雜的平面型腔帶有多個(gè)凸臺從而形成多個(gè)內輪廓時(shí)，對于行切常常會(huì )產(chǎn)生附加的抬刀動(dòng)作；對于環(huán)切則會(huì )使加工軌跡加長(cháng)。這種附加抬刀動(dòng)作或加工軌跡加長(cháng)，則會(huì )嚴重降低切削加工的效率。因此，如何減少這種狀況的次數就是我們所關(guān)注的一個(gè)主要問(wèn)題。

　　把整個(gè)切削區域按加工需要分成若干子區域，分別加工各子區域，抬刀發(fā)生在各子區域之間，同時(shí)根據走刀方式對這些加工子區域合并或分割，甚至于忽略。這種不同的加工域選擇，既減少了抬刀次數又不會(huì )使加工軌跡的相對變長(cháng)，同時(shí)可以對新區域采用較為合理的走刀方式，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(shí)要考慮兩點(diǎn)：一是加工時(shí)間的長(cháng)短，二是加工余量是否均勻。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)切方式是基于工件形狀的走刀方式，加工余量較均勻。行切方式的加工余量較不均勻，若希望行切加工后留下較均勻的余量，通常需要增加圍繞邊界的環(huán)切刀軌。若忽略余量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長(cháng)度通常是比較短的；若考慮余量的不均勻性而增加環(huán)切刀軌，當加工區域邊界較長(cháng)(如多島嶼情況)，則圍繞邊界的環(huán)切刀軌對總的加工時(shí)間影響比較明顯，行切刀軌一般會(huì )比環(huán)切刀軌長(cháng)。行切走刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較多。采用環(huán)形刀軌時(shí)，則需要多次對環(huán)邊界進(jìn)行偏置并自交環(huán)。

　　2、根據外形特征選擇

　　工件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工個(gè)體的不同，可將工件簡(jiǎn)單的分成平面形腔類(lèi)和曲面類(lèi)。平面形腔類(lèi)一般采用行切方式加工，由于該類(lèi)工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工余量較大，采用行切方式有利于發(fā)揮機床的進(jìn)給速度，加工效率，同時(shí)其切削表面質(zhì)量也好于環(huán)切加工。

　　曲面類(lèi)一般采用環(huán)切加工，主要是由于曲面多為鑄件或由規則形狀加工成型，余量分布不均勻，同時(shí)曲面對型面精度要求較高；其次是環(huán)切加工與行切方式相比具有良好的曲面加工特性，更能逼近曲面的真實(shí)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、精加工三個(gè)加工階段，有時(shí)還有光整加工階段，合理劃分加工階段加工精度。傳統加工方式因機床功能相對單一，所以工藝路線(xiàn)中可較明顯地看出各個(gè)階段的界線(xiàn)，但數控銑削加工方式下這個(gè)界線(xiàn)相對模糊，而且可能會(huì )有揉合的情況(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)，從加工質(zhì)量考慮，數控加工時(shí)加工階段的劃分也是需要的，但為了減少裝夾時(shí)間和簡(jiǎn)化走刀動(dòng)作等，如何確定各階段的加工內容，考慮的問(wèn)題可能與傳統加工工藝有些不同。

　　粗加工的主要目標是追求單位時(shí)間內的材料，并為半精加工準備工件的幾何輪廓。故多采用行切方式或復合方式進(jìn)行層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。故多采用環(huán)切方式。精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表面質(zhì)量符合要求的工件。應根據工件的幾何特征對內部采用行切方式，對邊緣及接合處采用環(huán)切方式。

　　4、根據編程策略選擇

　　編程時(shí)，確定走刀方式的原則主要有：零件的加工精度和表面粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線(xiàn)，減少空程移動(dòng)時(shí)間；應使數值計算簡(jiǎn)單，程序段數量少，以減少編程工作量。一般而言，對于平面形腔類(lèi)采用行切方式劃分加工域，以減少抬刀次數；曲面類(lèi)環(huán)切方式逼近形狀。毛坯形狀的大小會(huì )影響編程的選擇，可通過(guò)加大毛坯外形，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；或將用環(huán)切加工曲面改用行切方式去大余量，加工效率。