數控加工刀位點的計算過程可分為3個階段。

 

（1）加工表面的偏置。如圖1所示，刀位點是刀具中心點的移動位置，它與加工表面存在一定的偏置關系。這種偏置關系取決于刀具的形狀和大小。例如，當刀具為半徑R的球頭刀時，刀軌（刀具中心的移動軌跡）應當在距離加工表面為R的偏置面上，如圖2所示。由此可見，刀位點計算的前提是首先根據刀具的類型和尺寸計算出加工表面的偏置面。

 

 

 

圖1

 

圖2

 

（2）刀軌形式的確定。把刀位點在偏置面上的分布形式稱為刀軌形式。圖3和圖4所示是兩種最常見的刀軌形式。其中圖3所示為行切刀軌，即所有刀位點都分布在一組與刀軸（z軸）平行的平面內。圖4所示為等高線刀軌（又稱環切刀軌），即所有刀位點都分布在與刀軸（z軸）垂直的一組平行平面內。

 

 

 

圖3

 

圖4

 

顯然，對于這兩種刀軌來說，其刀位點分布在加工表面的偏置面與一組平行平面的交線上，這組交線稱為理想刀軌，平行平面的間距稱為刀軌的行距。也就是說，刀軌形式一旦確定下來，就能夠在加工表面的偏置面上以一定行距計算出理想刀軌。

 

（3）刀位點的計算。如果刀具中心能夠完全按照理想刀軌運動的話，其加工精度無疑將是最理想的。然而，由于數控機床通常只能完成直線和圓弧線的插補運動，因此只能在理想刀軌上以一定間距計算出刀位點，在刀位點之間做直線或圓弧運動，如圖5所示。刀位點的間距稱為刀軌的步長，其大小取決于編程允許誤差。編程允許誤差越大，則刀位點的間距越大；反之越小。

 

圖5

 

以上所描述的僅僅是刀位點計算的基本思路，而CAM軟件中實際采用的計算方法要復雜得多，而且隨著軟件的不同會有許多具體的變化。

 

然而不管在哪種CAM軟件中，刀位點計算有多么復雜多樣，其技術核心都只有一點，即以一定的形式和密度在被加工面的偏置面上計算出刀位點。刀位點的密度不僅指刀軌的行距，還指刀軌的步長，它們是影響數控編程精度的主要因素。