數(shù)控機(jī)床加工中的刀具補(bǔ)償

王曉曉

摘要：隨著數(shù)字化控制機(jī)床的產(chǎn)生，許多機(jī)械加工的工藝也變得越來(lái)越簡(jiǎn)便。本論文通過對(duì)數(shù)控機(jī)床中刀具補(bǔ)償?shù)淖饔煤头椒ǖ姆治觯U述如何利用這一功能來(lái)提高工件的尺寸精準(zhǔn)，優(yōu)化刀具的性能，減少生產(chǎn)費(fèi)用，為車間生產(chǎn)工作提供操作數(shù)據(jù)與積累經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床；刀具補(bǔ)償；位置補(bǔ)償；加工生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2018）16-0246-02

引言

機(jī)床的價(jià)格與型號(hào)不同，就會(huì)擁有著不一樣的配置，例如刀具補(bǔ)償這個(gè)配置在經(jīng)濟(jì)機(jī)床上就不具有，需要重復(fù)多次的對(duì)刀。此種人工操作的方式不僅操作麻煩且容易出現(xiàn)尺寸偏差；而數(shù)控車床則能對(duì)刀具的外形與大小進(jìn)行智能計(jì)算，自動(dòng)對(duì)刀調(diào)控工件至合適位置，而且獲得的精度也高。這兩種車床在生產(chǎn)中有明顯的質(zhì)量和效率差距。所以，數(shù)控車床成為大多數(shù)技工院校和企業(yè)的選擇。

1.刀具補(bǔ)償

1.1 刀具補(bǔ)償?shù)闹匾浴?/p>

數(shù)控機(jī)床在前期需要編程，通常會(huì)將各刀位點(diǎn)設(shè)置在刀架的固定位置上，理論上每次設(shè)定的刀位點(diǎn)都是相同的。但在具體執(zhí)行當(dāng)中，因?yàn)榈毒叩某叽缗c形狀偏差問題，通常是無(wú)法將刀尖保持一致的。尤其在換刀過程中，由于刀具的磨損和人工操作的誤差，新安裝刀具的刀位點(diǎn)也很難與前一個(gè)刀具的刀位點(diǎn)完全重合，誤差就這樣輕易的出現(xiàn)了。為了改善這些因素造成的誤差而帶來(lái)的數(shù)值偏差，必須進(jìn)行刀具補(bǔ)償，需要使用刀具補(bǔ)償，不然生產(chǎn)出的產(chǎn)品會(huì)與圖紙要求產(chǎn)生一定的形狀和尺寸上的差異。

1.2 刀具補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

在數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，由于刀具磨損或重新安裝刀具引起的刀具位置變化以及刀具刀尖被磨成半徑不大的圓弧，這必將產(chǎn)生加工工件位置誤差和形狀誤差。這樣一方面可以將在加工時(shí)所用的刀具和設(shè)計(jì)時(shí)所使用的刀具之間的數(shù)值偏差降到最低，另一方面確保了加工零件的精確度。

1.3 刀具補(bǔ)償表示方法。

加工工件時(shí)，車床上會(huì)安裝多把刀具，編制程序時(shí)，往往將對(duì)刀點(diǎn)的中心設(shè)置為坐標(biāo)原點(diǎn)。原先在沒有刀具補(bǔ)償?shù)那闆r之下，工作人員可以用肉眼來(lái)觀察工具形狀大小與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡所存在的誤差。車刀加工工件的時(shí)候，將工件的輪廓包絡(luò)起來(lái)，使得這種偏差一目了然。刀具位置補(bǔ)償包括工件的磨損補(bǔ)償與刀具幾何數(shù)值補(bǔ)償。這兩種補(bǔ)償由磨損、幾何偏移量相結(jié)合，也就是刀具位置總補(bǔ)償。刀具總補(bǔ)償在車床數(shù)控系統(tǒng)里所儲(chǔ)存的單元號(hào)既能夠?qū)?yīng)不同位置上的刀具，又能夠在重新設(shè)置編程需要的情況下取消刀具位置補(bǔ)償。。這種智能性將把數(shù)控車床在超負(fù)荷工作時(shí)變得更為簡(jiǎn)便和快捷。

2.數(shù)控車床加工中刀具位置補(bǔ)償

2.1 刀具幾何位置的補(bǔ)償進(jìn)行。

零件加工前，安裝刀具的刀位點(diǎn)和編程設(shè)計(jì)時(shí)的刀位點(diǎn)之間的偏差坐標(biāo)值采用試切的方法。試切對(duì)刀法的主要步驟如下：

①第一步先建立車床坐標(biāo)系。以卡盤端面中心作為機(jī)械原點(diǎn)，開啟設(shè)備之后開始車床回零操作，以卡盤端表面的中間點(diǎn)為參照原點(diǎn)，開啟設(shè)備之后開始車床歸零操作，建立車床坐標(biāo)系。

②選擇刀具（一般用精車刀），清除刀補(bǔ)數(shù)值。先試車工件端面，手動(dòng)將刀具退出，在刀補(bǔ)表001號(hào)中輸入Z0，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出第一把刀Z向刀補(bǔ)值。手動(dòng)操作試切工件外圓，并將刀具退出，對(duì)試切值進(jìn)行測(cè)量，選擇刀補(bǔ)表，輸入測(cè)量值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出第一把刀的X向刀補(bǔ)值。

③換刀后，使用試切法試切工件的外圓，Z方向不動(dòng)，X方向退出，按主軸停止，測(cè)量。將測(cè)量值輸入到刀補(bǔ)表中002號(hào)的Z值中，此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算出第二把刀的Z方向的刀補(bǔ)值。

④以此類推，其它刀具的對(duì)刀方法和第二把刀一樣。

2.2 刀具刀尖的位置補(bǔ)償。

刀尖是一個(gè)點(diǎn)，在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，刀尖很容易被磨損掉，而形成一個(gè)特別小的圓弧面。加工時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)圓弧面對(duì)工件加工的誤差也會(huì)越大，想要消除此類問題，必須進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)工作當(dāng)中刀尖的形狀與位置是用點(diǎn)來(lái)呈現(xiàn)的，而原理上來(lái)說(shuō)其是以面的狀態(tài)出現(xiàn)，在橫切面則為圓弧。配置刀具時(shí)，只要刀的底座允許，可以在任意一方向進(jìn)行安裝。確保準(zhǔn)確確定位刀尖的位置，對(duì)刀尖位置進(jìn)行精準(zhǔn)的補(bǔ)償，定義刀尖位置碼。刀具的刀尖位置補(bǔ)償需要和刀具幾何位置補(bǔ)償結(jié)合起來(lái)才能計(jì)算出位置的總體補(bǔ)償值。

3.刀具位置補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

3.1 絕對(duì)坐標(biāo)法。

在刀補(bǔ)001、002、003或004號(hào)位置處進(jìn)行修改。采用工件尺寸大則減小刀補(bǔ)值；零件尺寸較小，就應(yīng)該增大刀補(bǔ)值。例如：004號(hào)處工件尺寸減小0.2mm，該處刀補(bǔ)值應(yīng)為T4.3，那么增加該處的刀補(bǔ)值0.2mm，輸入T4.7來(lái)增大004號(hào)刀補(bǔ)。

3.2 相對(duì)坐標(biāo)法。

在刀補(bǔ)001、002、003或004號(hào)位置處進(jìn)行修改。在004寫入M+0.2，這樣可以做到相應(yīng)的位置補(bǔ)償。

4.刀具位置補(bǔ)償?shù)囊饬x

數(shù)控機(jī)床在零件的加工過程中，使用刀具補(bǔ)償明顯提高了零件的精準(zhǔn)度。在編程過程中也是更為便捷易操作，省去了大量時(shí)間。企業(yè)在加工不同規(guī)格的零件時(shí)，采取刀具補(bǔ)償可以節(jié)約大量的時(shí)間，這對(duì)于企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵。我國(guó)刀具企業(yè)中名列前茅的株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)在這上面就一直處于領(lǐng)先地位，推陳出新的方案，并吸取外來(lái)技術(shù)研究出各項(xiàng)方案來(lái)解決制作過程中遇到的問題，使得大大提高生產(chǎn)效率。刀具補(bǔ)償，不僅在人力物力方面進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)給予車間管理方面更多的支持。

5.結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床是高度自動(dòng)化的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，在進(jìn)行工件加工的時(shí)候要注意安裝不同刀具的特點(diǎn)、觀察刀具磨損和刀尖圓弧半徑的變化?？傊?，刀具補(bǔ)償也是一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它不僅包含單純的刀具位置補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償知識(shí)還涉及到多門基礎(chǔ)及相關(guān)技術(shù)課程，同時(shí)它又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)、運(yùn)用靈活的課程，我們?cè)诳紤]位置補(bǔ)償時(shí)同時(shí)還要考慮位置補(bǔ)償，確保數(shù)控加工的正常運(yùn)行。通過以上的分析，我想刀具補(bǔ)償對(duì)于我們的數(shù)控加工生產(chǎn)起著很重要的作用，靈活的應(yīng)用刀具補(bǔ)償，將是我們必修的一課！

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃麗芬.《數(shù)控車床編程與操作》中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

[2] 徐宏主.《數(shù)控加工工藝》北京化工工業(yè)出版社.