刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車(chē)削加工中的應(yīng)用

摘 要： 在數(shù)控車(chē)削加工中，刀具半徑補(bǔ)償非常重要，刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程有刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)進(jìn)行和刀補(bǔ)撤消三個(gè)步驟，本文以具體實(shí)例介紹了車(chē)削加工中刀具半徑補(bǔ)償功能的運(yùn)用方法。

關(guān)鍵詞： 刀具 半徑補(bǔ)償 車(chē)削加工 操作方法

刀具的半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床、加工中心上應(yīng)用非常普遍，而在數(shù)控車(chē)床加工上常常被忽略，但是在切削圓弧或切削圓錐面時(shí)，因?yàn)檐?chē)刀刀尖或多或少都具有一定的半徑值，如果不進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償就會(huì)產(chǎn)生欠切現(xiàn)象，影響零件的加工精度，如圖1所示。所以，為了實(shí)現(xiàn)精密切削和簡(jiǎn)化程序，在數(shù)控車(chē)削加工中同樣要運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能。針對(duì)不同類(lèi)型數(shù)控系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中采取方法也不同，有些在編程時(shí)就要考慮半徑補(bǔ)償，有些可在機(jī)床中進(jìn)行半徑補(bǔ)償。下面主要介紹在編程中運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑砗筒僮鞣椒ā?/p>

一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)知識(shí)

刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過(guò)程分為刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)進(jìn)行和刀補(bǔ)撤消三個(gè)步驟。

1.刀補(bǔ)的建立

刀具由起刀點(diǎn)接近工件，因?yàn)榻⒌堆a(bǔ)，本程序執(zhí)行的結(jié)果，刀具中心軌跡的終點(diǎn)不在下一個(gè)程序指定輪廓起點(diǎn)，而是在法線方向上偏移一個(gè)刀具半徑的距離。偏移的左右方向取決于G41或G42，如圖2所示。這里要明確，判斷左、右方向時(shí)，要正對(duì)著第三軸方向看（這里，正對(duì)著Z軸，從箭頭向箭尾看），刀具在輪廓左邊就是左補(bǔ)償，否則為右補(bǔ)償。

2.刀具補(bǔ)償進(jìn)行

一旦建立刀補(bǔ)，刀補(bǔ)狀態(tài)就一直維持到刀補(bǔ)撤消。在刀補(bǔ)進(jìn)行期間，刀具中心軌跡始終偏離程序軌跡一個(gè)刀具半徑的距離。

3.刀具補(bǔ)償撤消

刀具撤離工件，回到起刀點(diǎn)。這時(shí)，應(yīng)按編程的軌跡和上前段程序末刀具中心位置，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡，使刀具中心回到起刀點(diǎn)。刀補(bǔ)撤消用G40指令。

與數(shù)控銑床、加工中心的刀具不同，數(shù)控車(chē)床的刀具可以多方向安裝，并且刀具的刀尖也有多種形式，為了使數(shù)控裝置知道刀具的安裝情況，以便準(zhǔn)確地進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償，定義了車(chē)刀刀尖的位置碼，車(chē)刀刀尖的位置碼表示理想刀具頭與刀尖圓弧中心的位置關(guān)系，如圖3所示。假想刀尖的方位有8種位置可以選擇，如果按刀尖圓弧中心編程，則選用0或9。對(duì)應(yīng)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)，都有一組偏置量X、Z、刀尖半徑補(bǔ)償量R和刀尖方位號(hào)T。根據(jù)裝刀位置、刀具形狀確定刀尖方位號(hào)，通過(guò)機(jī)床面板上的功能鍵OFFSET分別設(shè)定、修改這些參數(shù)。

二、刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用實(shí)例

在這里，我們以加工R10深凹圓弧槽為例介紹刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i-T。

1.圖樣分析

如圖4所示，對(duì)于R10深凹圓弧的加工，若運(yùn)用外圓劈刀根本無(wú)法加工，若選擇切槽刀切削，其精度不高，所以可以用切槽刀粗加工后，再用圓弧車(chē)刀進(jìn)行精加工。根據(jù)圖樣上的尺寸，選擇圓弧刀具的半徑應(yīng)該小于R10，在這里選用圓弧車(chē)刀半徑為R4，如圖5所示。

2. 程序

%

O0002；程序名稱(chēng)

M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min

T0303；圓弧刀R=4mm

G00X70；將刀具移動(dòng)到安全位置

G42G00Z-11.137；建立刀具半徑補(bǔ)償

G01X48F100；切槽加工

X38；切槽加工

G02X38Z-31.137R10；切槽加工

G01X50；切槽加工

G40G0X70；取消刀具半徑補(bǔ)償

G00Z100；

T0300；取消刀偏值

M05；主軸停止

M02；程序結(jié)束

%

3.對(duì)刀參數(shù)設(shè)定

圖6為試切法對(duì)刀示意圖，有兩種情況需注意。

（1）刀位點(diǎn)選擇A點(diǎn)時(shí)，車(chē)刀刀尖的位置碼應(yīng)選擇8，試切直徑輸入X49.00，試切長(zhǎng)度輸入Z4.00。刀具參數(shù)設(shè)置如圖7（a）所示。

（2）刀位點(diǎn)選擇刀尖圓弧中心O點(diǎn)時(shí)，車(chē)刀刀尖的位置碼選擇0或9，試切直徑輸入X56.00，試切長(zhǎng)度輸入Z4.00。刀具參數(shù)設(shè)置如圖7（b）所示。

數(shù)控車(chē)削加工中，運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵是要正確設(shè)置刀尖位置代號(hào)、對(duì)刀時(shí)試切尺寸的測(cè)量，另外，要選用標(biāo)準(zhǔn)刀具才能保證刀尖圓弧半徑尺寸，否則，即使在加工中應(yīng)用了刀具半徑補(bǔ)償功能，也達(dá)不到尺寸精度的要求。

以上只是刀具半徑補(bǔ)償在車(chē)削凹圓弧槽時(shí)的應(yīng)用，在其他情況下應(yīng)用也很多，比如曲線輪廓的車(chē)削等，其補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用方法和過(guò)程都大同小異，在這里就不再一一舉例。我們只有在實(shí)踐中多總結(jié)、合理選擇，才能充分發(fā)揮刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

參考文獻(xiàn)：

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