加工中心的過切現(xiàn)象分析和解決方法

莫小鳳

【摘要】本文主要針對數(shù)控加工中心的過切現(xiàn)象進(jìn)行分析和解決，其中主要對數(shù)控加工中的刀具的補(bǔ)償功能，并且對數(shù)控銑加工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的幾種過切問題進(jìn)行分析，最終找出解決此類問題的辦法，從而根源上解決問題，達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。

【關(guān)鍵詞】加工中心；過切現(xiàn)象；分析方法；解決方案

中圖分類號(hào)：TN30 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A： 文章編號(hào)：1006-0278（2014）05-175-01

一、數(shù)控加工中刀具的半徑補(bǔ)償功能

在數(shù)控加工的過程中，數(shù)控的加工都是按照變成軌跡程序加工的，它并不考慮刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的刀具實(shí)際軌跡。因?yàn)榈毒叩膶?shí)際半徑是真實(shí)存在的，并且在切割的過程中，刀具的切割軌跡有很大，并不與編程軌跡相吻合，所以要想得到的工件表面與要求的標(biāo)準(zhǔn)相符，就應(yīng)該使用刀具的半徑補(bǔ)償功能。

刀具半徑補(bǔ)償就是在數(shù)控加工的過程中要將刀具的實(shí)際軌跡的計(jì)算都由數(shù)控系統(tǒng)刀補(bǔ)指令來執(zhí)行計(jì)算，這里需要編程人員將刀的半徑設(shè)為零，這樣就可以只考慮工具的輪廓形狀，然后在進(jìn)行編程過程，其次我們在考慮刀具的半徑問題，這是我們可以把刀具的實(shí)際半徑存放在刀具半徑偏置器當(dāng)中，在數(shù)控加工的過程中，數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的算出正確的刀具軌跡，最終將工具正確的加工出來，從而保證了零件的完整性。

從數(shù)控加工中刀具的半徑補(bǔ)償功能的程序以后只能預(yù)讀出其后的兩個(gè)程序段，這也是此功能的一大弊端。

二、數(shù)控加工中刀具的半徑補(bǔ)償中過切現(xiàn)象及其預(yù)防方法

在數(shù)控加工的過程中，如果使用了刀具半徑補(bǔ)償功能就一定要注意一下幾項(xiàng)，從而使加工的工具更加符合標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到預(yù)計(jì)的編程效果：

（一）數(shù)控加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧面

在數(shù)控加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧面，如果我們在內(nèi)圓弧面切割很有可能會(huì)造成過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。在N10程序段加工的過程中，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自行停止在該點(diǎn)開始工作并且還會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，數(shù)控系統(tǒng)如果在單一的程序段工作會(huì)使系統(tǒng)不能夠提前預(yù)讀后面的程序N15，因此在數(shù)控系統(tǒng)將N10段程序完成后就已經(jīng)對工具造成了過切現(xiàn)象，完成的工具將不會(huì)符合預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示：

數(shù)控加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧面，當(dāng)要切割的圓角半徑大于使用的刀具的半徑才能切割出標(biāo)準(zhǔn)的工具，從而達(dá)到預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，避免過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（二）數(shù)控加工小于刀具直徑的溝槽尺寸

在切割的過程中，隨著刀具的不斷進(jìn)入，刀具首先要與槽左側(cè)的表面相切割，在刀具越來越深入的過程中，刀具首先要經(jīng)過o1點(diǎn)，此時(shí)切割已經(jīng)進(jìn)行到B點(diǎn)，這時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生了過切的現(xiàn)象，過切顯現(xiàn)產(chǎn)生在槽的左側(cè)槽面。當(dāng)加工到AB段輪廓的時(shí)候，刀具中心的軌跡可以看做是o1～o2，這個(gè)過程與我們設(shè)計(jì)的編程范圍要相反，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生過切的現(xiàn)象，所以數(shù)控系統(tǒng)也是會(huì)自行報(bào)警并且停止加工過程。

（三）數(shù)控加工小于刀具半徑的臺(tái)階

數(shù)控加工小于刀具半徑的臺(tái)階的過程中，我們可以參照2圖中所示的情況，我們用圓弧指令臺(tái)階，這是刀具半徑補(bǔ)償后的圓心軌跡和我們編程出來的軌跡是完全相反方向的，那么就有從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，初始的矢量會(huì)被忽略掉，在圓弧上移動(dòng)的那一部分也會(huì)不見，此時(shí)，刀具會(huì)作直線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)矢量，在單程序模式，則數(shù)控系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行非正常工作，產(chǎn)生報(bào)警、自行停止工作的現(xiàn)象，如果不是單程序模式則會(huì)產(chǎn)生相反的效果，則數(shù)控系統(tǒng)會(huì)正常工作，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警、自行停止工作的現(xiàn)象。

如果在數(shù)控加工的過程中采用直線程序加工臺(tái)階，那么整個(gè)加工的過程中就會(huì)正常運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)報(bào)警和自行停止工作的現(xiàn)象，能夠正確的完成工件的加工，但是會(huì)造成浪費(fèi)的現(xiàn)象。

（四）數(shù)控加工刀具半徑補(bǔ)償?shù)拈_始與Z軸的切入過程

在開始工具的加工前，首先將刀具的半徑補(bǔ)償加上，然后在進(jìn)行Z軸的切入，如果想在最終的到的工具符合預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，則需要在編程的過程中對加工程序的結(jié)構(gòu)十分仔細(xì)。

下圖我們舉例說明，在空間直角坐標(biāo)系的XOY平面內(nèi)，在這里我們使用刀具半徑補(bǔ)償功能進(jìn)行切割，將（0，0，100）看作是起點(diǎn)，由此點(diǎn)出發(fā)，在Z軸方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，如果我們進(jìn)行了下面的切割過程，那么最終就會(huì)產(chǎn)生過切的現(xiàn)象，以往系統(tǒng)都會(huì)報(bào)警及自行停止，但是在這個(gè)過程是不會(huì)這種現(xiàn)象的。要想改變這種現(xiàn)象的方法，我們可以編程正確的程序，從而改變最終的結(jié)果。

本文對數(shù)控加工中心的過切現(xiàn)象分析和解決方法進(jìn)行分析，從數(shù)控加工中刀具的半徑補(bǔ)償功能及數(shù)控加工中刀具的半徑補(bǔ)償中過切現(xiàn)象及其預(yù)防方法兩個(gè)大的方面進(jìn)行了深入的研究分析，最終找出過切的原因及其最佳的解決辦法，從根本上解決問題。造成工件過切的原因還可以有零件的結(jié)構(gòu)不合理而造成，如果在工件加工的過程中使用的刀具不合理也是會(huì)造成過切的現(xiàn)象，最重要的一點(diǎn)就是，在數(shù)控系統(tǒng)的程序編寫的過程中，一定要將程序編寫完整，否則也是會(huì)造成過切。因此，根據(jù)以上總結(jié)的過切的原因，在工件加工的過程中要十分注意，避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，造成不必要的損失，已達(dá)到最大的效益。

參考文獻(xiàn)：

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