未来式cnc加工技术悄然来临，工程师们需要新的思考了
不可置疑，五轴加工技术在现在的机械加工领域中越来越广泛，甚至已经和人们的日常生活密切相关，但是，我们在加工厂家看到的切削刀具仍旧是哪些比较简单的平底刀、球头铣刀，这个十多年前并没有太大的区别，大家也都认为这是理所应当的，其实，五轴加工刀具的形状只能是这么简单吗？答案是否定的，五轴加工中心能够进行复杂的联动操作，并且支持使用更加只能灵巧的加工路线来提升加工效率，切削刀具制造商们陆陆续续的退出了一些列的大圆弧新型的铣削刀具，通过更加合理的使用各种便捷可靠的加工策略，能够充分的挖掘出五轴机床的加工潜能；
一、大圆弧的铣刀以及超弦精密加工技术
大圆弧的铣刀也被业内称之为鼓形铣刀或者是抛物线铣刀，能够针对各种比较复杂的零件进行表面加工，尤其是在模具行业中，合理的加工路线编程是有效使用大圆弧刀具的关键所在，在加工路线规划中需要基于刀具切削刃的几何形状，让刀具中特殊形状的切削刃在切削的过程中，以合适的角度来与工件表面相接触；
为了能够满足这个要求，刀具制造商与CAM软件开发商合作研发了能够实现这类刀具设计理念的编程孙发，未来式的cnc精密加工技术正在悄然到来。Mastercam的超弦精密加工技术，在表面质量比较高的工件加工过程当中，基于圆弧形刀具的精准轮廓，在走刀路线控制刀具以实现适当的角度与工件轮廓形状进行精确拟合，能够保证表面质量的前提条件之下大幅的减少加工循环的时间，大圆弧刀具基本上都需要配合五轴数控机床来进行使用，尤其是在模具加工领域当中，以保持它们所需要的角度切削，Mastercam的超弦精密加工技术能够结合刀具的形状和五轴机床的复杂运动性能进行有机的结合，大幅度的提升精密加工的效率；
二、怎么来看待这些新型的铣刀
CAM软件到底在扮演什么样的角色？CNCSoftware公司在大圆弧刀具的理念刚刚提出的时候就开始跟刀具制造商进行深入的技术交流，进行协同式的研发，CNCSoftware的工程师JesseTrinque甚至深度参与了Mastercam针对大圆弧刀具的编程方案的研发，他对这类新型铣刀有那些看法呢？这种新的切削理念中CAM软件扮演的角色又是如何？
“在过去，CAM软件实际上还没有将切削刀具进行精确实体建模，”他说道，“因为没有必要。刀具的形状太简单了：立铣刀的形状是个圆柱体，球刀是带半球形底端的圆柱体，这些简单的几何实体形状足以精确地表达CAM刀路中的刀具形状。但大圆弧刀具改变了这一点，它们的切削刃由不规则的圆弧段构成，形状十分复杂。涉及这种刀具的编程，首先需要在CAM软件中针对刀具的形状进行精确定义，通过特殊算法将刀具的切削刃与工件表面的复杂曲面进行拟合，最后生成刀路。这就是Mastercam的超弦精加工技术”。
对于这些在新型技术研发上面的投入，其实最好的汇报是大大的提升精密加工的效率，大圆弧刀具所使用特殊弧度的切削刃沿着曲面轮廓进行精密铣削，在使用球刀进行精密加工的时候，切削点的弧度首先于刀具的半径，相比之下，椭圆形铣刀和圆筒式铣刀之类的大圆弧刀具能够在小半径刀具身上使用非常大弧度的切削刃进行加工；
CAM软件对于使用圆弧形工具是至关重要的，保持所需要的精确啮合角度需要针对每种不同的圆弧段工具类型定制的刀具路径，球刀的优点是在使用的时候不需要去考虑刀尖形状跟工件表面形状的啮合角度，无论是使用哪种角度，刀尖接触点的形状始终都是圆形，Jesse说道，使用球刀进行精密加工的缺点是加工循环的时间会比较长，球刀需要比较小的步进量来保证精密加工的表面质量，当被加工的表面比较大的时候，加工时间就会变得非常长，使用大圆弧刀具就可以用更大的不尽量来实现同样的加工质量，这样一来，就能够大幅的压缩循环的时间。但是使用大圆弧刀具的时候必须保持在切削刃以合适的角度与工件接触，以便大半径刀刃的轮廓起到作用；
通过使用比球刀大很多的刀尖圆弧，大圆弧刀具能够更搞笑的进行精密加工，这里的锥度型刀具是一种极端情况，那就是它的切削刃看起来基本是直的，这种刀具需要以非常精准的啮合角度进行精密加工，怎样的接触角度进行精密加工呢到底？Jesse说道，椭圆形刀具在有效接触区域内，使用的接触角度仅限制于15度以内，锥度形式比这更加有限，其啮合角度变化不能够超过0.1度，相比之下，球刀在其运动范围内的角度实际是无限的，这就是为什么球刀几乎能够用在所有的加工中心上面，但是大圆弧刀具主要还是应用于五轴的数控机床上面。
他还说道，圆弧形铣刀适用于铣削工件上开放式大曲面特征，比方说如何使用透镜式刀具来精铣模具中模穴的地步区域，使用锥度形式或椭圆形刀具对模芯的侧壁精加工，一般来说，使用球刀进行这些区域的加工都可能会消耗好几个小时，而使用集中大圆弧铣刀的组合策略，能够将加工时间压缩至一个小时之内。相比其球刀，大圆弧刀具是怎么节省循环时间的呢？利用更大的刀尖弧度，能够使用更加大的步进增量达到相同的残脊高度，用这样的方式不仅仅提升了生产率，并且所得到的零部件也拥有更加好的表面光洁度；
其说道，超弦精密加工不仅仅能够用在模具加工上面，具备有大曲面特征的航空零件和医疗植入器也非常适用于超弦精密加工，尤其是航天航空和医疗器械零件的加工很多已经在使用五轴的数控机床进行加工。“我们最近协助一家公司加工钛合金膝盖部件，”他说。“这个零件使用五轴机床加工，原来的精加工循环时间是70分钟。我们使用大圆弧刀具结合Mastercam的超弦精加工技术，将精加工循环时间缩短到10分钟，其表面质量甚至比之前更好。”
球刀仍然非常重要，有的时候，复杂零件中会有一些细小间隙特征，只有球刀才能够以合适的角度深入到间隙进行精密加工的，的确，Jesse先生说这是用户接受新型刀具和芯的精密加工理念是需要认识到的现实；
“那些听说过超弦精加工和大圆弧刀具的公司往往希望将它们应用到所有加工中，但这样的加工方式有它的局限性：它们不适用于粗加工，而且每种形状的刀具都有自己的优点和局限性。了解这些不同形状的刀具和它们适用的工件特征可以帮助CNC工程师拓展编程思路，以更灵活的方式处理工件上的不同特征，提高整体精加工的效率“在过去，在编程时可能只用一把球刀去慢慢地精加工一个复杂型腔，”他说。“理解了超弦精加工技术，在编程时可以根据型腔中不同区域的特点，选用不同形状的刀具和不同的刀路，以更高效的效率，更低的成本完成精加工。”
Jesse说道，这就是未来的cnc工程师需要的思考方式，在他看来，使用切削刃形状更加复杂的刀具是精密加工的未来，刀具的不断进化，能够将CAM软件所能够实现的复杂走刀路线跟五轴加工中心所能够实现的复杂数控机床运动相结合，是精密加工效率提升的一个非常重要的因素，他还说道，其实，很多刀具制造商也是在推出更加高效并且不同形状的刀具，Mastercam不再将刀具定义成为简单的形状，而是作为高效精密加工中不可缺少的重要组成部分；
深圳市鸿威盛精密科技专注于高精密数控机床对外加工，多年以来不断更新和优化生产工艺，引进高精密的数控加工机床，目前，鸿威盛精密科技提供了数控走心机、数控走刀机、车铣复合以及cnc加工中心对外加工服务，尤其是在医疗配件、汽车零件、航空配件以及通信、光学零件加工方面累积了长达二十余年的经验，能够轻松应对多种材质、各种复杂结构零部件的精密加工任务。
