針對刀具下功夫，大幅提升CNC精工（gōng）效率

我們都知道，在CNC開粗時，可以使用動態（tài）加工技術來提升加（jiā）工效率。那麽在更為耗時的精加工過程中，有沒（méi）有辦法可以提升加工（gōng）效率呢？

精加工的目的（de）是保證工件（jiàn）的最終尺（chǐ）寸精度和表麵質量。要提升精加工的效率，需（xū）要從精加工表麵質量與精加工時間這兩方（fāng）麵進行考慮。首先來分析一下精加工的表麵質量，其很大程度取決於加工後留下的殘脊高度。
什麽是殘脊高度（dù）？
殘脊高度是指加工中刀具通過兩條相鄰刀具路徑之後，殘留材料凸起部分的最大高度。

如（rú）何減小殘脊高（gāo）度？

一個（gè）可行的方法是（shì）減小步距（Step over），減小相鄰刀路之間的（de）距離（lí）。但這意味著增加了單（dān）位麵積中的刀路（lù）數量和密（mì）度，增加精加工的時間。所以在 3D 曲麵精加工中，大家會感（gǎn）覺“表麵質量”與“加工時間”之間似乎是一項兩難（nán）選擇。
更好的表麵質量=更長的加工時間。
另一個可行的方法是使用更（gèng）大的刀（dāo）具。因為刀具半徑越（yuè）大，與材料接觸時接觸點上的弧度（dù）越大。在相（xiàng）同刀路密度下，得到的殘脊高度約小。
舉個例子：
使用 10mm 球刀，步距設為 4mm產生（shēng）殘脊高度：0.432mm

使用 25mm 球刀，步距同（tóng）樣設為 4mm
產生殘脊高（gāo）度：0.152mm

兩（liǎng）把大小不同的刀具，使用相同（tóng）的步距，殘脊高度對比。

使用更大弧度的刀具，可以減小殘（cán）脊高度。
用大（dà）半徑的刀具還是小半徑的（de）刀具？
用（yòng）大半徑的刀具可以減小殘脊高度，達到更好的表麵質（zhì）量（liàng）。但新的問題又出現了：很多工件需要精加工的地方間（jiān）隙狹小，不能用大（dà）半徑刀具加工。

大（dà）半徑刀（dāo）具精加工：
優勢：

更小的殘脊高度

更短的循環時（shí）間

劣勢：

加工不到細小間隙區域

容（róng）易幹涉，編程複雜

小半徑刀具精加工：
優勢：

編程方便

可以加工到細小間隙（xì）區域

劣勢：

若要達到更（gèng）好（hǎo）的表麵質量，需（xū）要減小步距，增加刀路密度

加工時間更長

有沒有更好的辦法（fǎ）
有沒有辦法，整（zhěng）合兩者的優勢，規避兩者的劣勢？答案是：有。
仔細分（fèn）析殘脊高度的（de）形成過程可以發（fā）現，殘脊高度（dù）其實與刀具和材料接觸點的（de）弧度半徑有關，與刀具半徑本身關係不大。如果僅僅增（zēng）加刀具有效加工部分的弧度半徑，而（ér）保持刀具本體半徑的大小不（bú）變，或許就可以同時達（dá）到提升表麵（miàn）質量和縮短精（jīng）加工時間這兩個目的（de）了。
事實上已經有刀具廠商開（kāi）始了這方麵的研究，並已經（jīng）推出各種（zhǒng）適用於不（bú）同加工場景的（de）大半徑圓弧的刀具。

以錐度型式（Taper Form）的大半徑圓弧銑刀為例，利用刀具（jù）有效（xiào）加工弧度進（jìn）行精加工，留下的（de）殘脊高度，等同於 187 倍直徑（jìng）大小的球刀留下的殘脊高度。
用一把 16mm 的錐度型（xíng）式大圓弧銑刀（dāo），在相同步距、相同時間中（zhōng）完成的精加（jiā）工（gōng）表麵質量，相當於使用直徑近 3000mm （3米）的球刀，達到的（de）表麵質量。
有了刀具就可以開始加工了嗎？
前麵說到，改變刀具的形狀（zhuàng），增（zēng）大加工中刀具（jù）與材料接觸點的弧度，減小精加（jiā）工留下殘脊的高度，可以大大減少精加工區域中所需（xū）刀路的數量和密度，也就大大減少了（le）加工時間，提高了生產效率。
但（dàn）新的問題又來了：這類大圓弧銑刀上的有效加工（gōng）弧度的形狀複雜，在刀路中要（yào）基於刀具的複雜形狀進行相應補償，才可以使刀具（jù）的大圓弧精確的貼合加工位置，達到精加工中表麵質量（liàng）的要求（qiú）。這樣的刀路應該（gāi）怎樣編（biān）程？

這（zhè）就需要 CAM 軟件在編程上的支持了（le）。

超弦精加工技術是對於（yú）使用圓弧刀具（jù）進行高（gāo）效精加工的編（biān）程解決方案。可以針對各種（zhǒng）形狀的大圓弧刀具，基（jī）於刀具形狀，通（tōng）過特殊刀路算法（fǎ），對加（jiā）工過程中的刀具接觸點進行動態補（bǔ）償，可以充分利用圓弧刀（dāo）具的外形進行高精度高效率的精加工。