針對（duì）刀具下功夫，大幅提升CNC精工效率

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

精（jīng）加工的目的是保證工件的最終尺寸精度和表麵質量。要（yào）提升精加工的效率，需要（yào）從精加工表麵質量與精加（jiā）工時間（jiān）這兩方麵進行考慮。首先（xiān）來分析一下精加工的表麵質量（liàng），其很大程度取決（jué）於加工後留下的殘脊高（gāo）度。
什麽（me）是殘（cán）脊高度？
殘（cán）脊高（gāo）度是指加工中（zhōng）刀具通過兩條相鄰（lín）刀具路徑之後，殘留材料凸起部（bù）分的（de）最大高度。

如何減小殘脊高度？

一個可行的方法是減小步距（Step over），減小相鄰刀路之間的距離（lí）。但這意味著增加了單位麵積（jī）中的刀路數量和密度，增加精加工的時間。所（suǒ）以在（zài） 3D 曲（qǔ）麵精加工中，大家會感覺“表麵質量”與“加工（gōng）時間（jiān）”之間似（sì）乎是一項兩難選擇。
更（gèng）好（hǎo）的表麵質量=更長的加工（gōng）時間。
另一個可行的方法是使用更大的刀具。因為（wéi）刀具半（bàn）徑越大，與材（cái）料（liào）接觸時接觸點上的弧度越大。在相同刀（dāo）路密度（dù）下，得到的殘脊高（gāo）度約小。
舉個例子：
使用 10mm 球刀，步（bù）距設為 4mm產（chǎn）生殘脊高度：0.432mm

使用 25mm 球刀，步距同樣設為 4mm
產（chǎn）生殘（cán）脊高度：0.152mm

兩把大小不同的刀具，使用相同（tóng）的步距，殘脊高（gāo）度對比。

使用更大弧度的刀具，可以減小殘脊高度。
用大半徑的刀具還是小半徑的刀具（jù）？
用大（dà）半徑的（de）刀具可以減小殘脊高度，達到（dào）更好的表麵質量。但新的問（wèn）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（yòng）大半徑刀（dāo）具加工。

大半徑刀具精加工：
優勢：

更小的殘脊高度

更（gèng）短的（de）循環時間

劣勢：

加工不到細小間隙（xì）區域

容易幹涉，編程複雜

小半徑刀具精（jīng）加工：
優勢：

編程方（fāng）便

可以加工到細（xì）小間隙區域

劣勢（shì）：

若要達到更好的表麵質量，需要減小步距，增加刀路密度

加工（gōng）時（shí）間更長（zhǎng）

有沒有更好的辦法
有沒有辦法，整合兩者的優勢（shì），規避兩者的劣勢？答案是：有。
仔細分析殘脊（jǐ）高度的形成過程（chéng）可以發現，殘脊高度其實與刀具（jù）和材料接觸點的弧度半徑有關，與刀具半徑本身（shēn）關係不大。如果僅僅增加刀具有效加工部分的弧度半徑，而保持刀具本體半徑的大小（xiǎo）不變，或許就可以同時達到（dào）提升表麵質量和縮短精加工時間這兩個目的（de）了。
事實上已經有刀（dāo）具廠商開始（shǐ）了這方麵的研究，並已（yǐ）經推出各種適用於（yú）不（bú）同（tóng）加工場景的大半徑圓弧的刀具。

以錐度型式（Taper Form）的大半徑圓弧銑刀為例（lì），利用（yòng）刀具有效加工弧度進行精加工，留下的殘脊高（gāo）度，等同於 187 倍（bèi）直徑大小（xiǎo）的球刀留下的殘脊高度。
用一把 16mm 的錐度型式大圓弧銑刀，在相同步距、相同時間中（zhōng）完（wán）成的精加工（gōng）表麵質量，相當於使（shǐ）用直徑近 3000mm （3米）的球刀，達到的表麵質量。
有了刀具就可（kě）以開始加工了嗎？
前麵說到，改變刀具的形狀，增大加工中刀具與材料接（jiē）觸點的弧度，減小精加工（gōng）留下殘脊的高度，可（kě）以大大（dà）減少精（jīng）加工區域（yù）中（zhōng）所需刀路（lù）的（de）數量和密度，也（yě）就大大減少了加工時間，提高了生產效率。
但新的問題又來了：這類大圓弧銑刀上的有效加（jiā）工弧度的形狀複雜，在刀路中要基於刀（dāo）具的複雜形狀進（jìn）行相應補償，才可以使刀具的大圓弧精確的（de）貼合加工位（wèi）置，達到精加工中（zhōng）表麵質（zhì）量的要求（qiú）。這（zhè）樣（yàng）的刀路應該怎（zěn）樣編（biān）程？

這就需要 CAM 軟件在編程上的（de）支（zhī）持了。

超（chāo）弦精加工技術是對於使用圓弧刀具進行高效精加工的編程解決方（fāng）案。可以針對各種（zhǒng）形狀的大圓弧刀具，基於刀具形狀，通過特殊刀（dāo）路算法，對加工過程中（zhōng）的刀具接觸點進行動態補償（cháng），可以充分利用圓弧刀（dāo）具的（de）外形進行高精度（dù）高效率的精加工。