刀具半徑補償

一、刀具半徑補償?shù)脑?/p>

數(shù)控車床總是按刀尖對刀，為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓弧(一般圓弧半徑R是0.2～1.6 之間，球頭車刀可達4mm)，但在實際的切削加工中，編程都是按照假想的刀尖來編程，即利用刀具的刀位點來編程，而不是實際的刀尖圓弧，而在車床刀具補償設(shè)定的畫面中，包括刀具位置補償、刀尖半徑補償、假想刀尖位置序號。即除了輸入刀具位置，刀頭圓角半徑外，還應(yīng)輸入假想刀尖相對于圓頭刀中心的位置，這是因為內(nèi)、外圓車刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。這樣在加工圓錐面和圓弧面的過程中，會因?qū)嶋H切削點和理想切削點的不同而造成刀具少切或過切現(xiàn)象，造成實際的刀具軌跡偏離編程軌跡，進而影響到零件的加工精度，為保證加工質(zhì)量，必須引入刀具的半徑補償。

二、刀具半徑補償?shù)脑?/p>

數(shù)控車床中的刀具半徑補償一般是通過刀具圓角半徑補償器來實現(xiàn)，編程人員在按零件輪廓編程時，將假想的刀具圓角半徑均設(shè)為零值，編程時以零件的輪廓來進行，但在進行加工之前，在數(shù)控車床相應(yīng)的刀具補償號輸入刀具圓弧半徑值，則在實際的加工中，數(shù)控系統(tǒng)會自動根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑計算出理想的刀具的運動軌跡，使刀具偏離輪廓一個刀具半徑值進行刀具的圓角半徑的補償，從而完成零件的加工。早期的數(shù)控系統(tǒng)在確定刀具中心軌跡時，都采用讀一段、算一段、再走一段的B 功能刀具半徑補償(簡稱B 刀補)控制方法，它僅根據(jù)程序段的編程輪廓尺寸進行刀具半徑補償。將零件外形的軌跡偏移一個刀尖半徑的方法就是B 型刀具補償方式，這種方法簡單，但只能在執(zhí)行一程序段完成后，才處理下一程序段的運動軌跡，因此在兩程序的交點處會產(chǎn)生過切等現(xiàn)象。為解決上述問題、消除誤差，因此有必要再建立C 型刀具補償方式。C 型刀具補償方式在讀入一程序段時，并不馬上執(zhí)行，而是再讀入下一程序段，根據(jù)兩個程序段交點連接的情況計算相應(yīng)的運動軌跡。由于讀取兩個程序段進行預(yù)處理，因此C 型刀具補償方式在輪廓上能進行更精確的補償。CNC 系統(tǒng)大多采用直線過渡的C 刀補方式。

三、數(shù)控車削刀具半徑補償?shù)闹噶罡袷郊白⒁馐马?/p>

采用刀具半徑補償功能時，先將刀具的半徑值預(yù)先存入存儲器中，執(zhí)行刀具半徑補償后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算，并按照計算結(jié)果自動補償?shù)毒摺＼嚨兜毒哐a償功能由程序中指定的T 代碼來實現(xiàn)。T 代碼由字母T后面跟4 位(或2 位)數(shù)碼組成，其中前兩位為刀具號，后兩位為刀具補償號，刀具補償號實際上是刀補償寄存器的地址號，該寄存中存放有刀具的X 軸偏置和Z 軸偏置量(各把刀具長度、寬度不同)刀尖圓弧半徑及假想刀尖位置序號。刀具半徑左補償(G41)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方，刀具半徑右補償(G42)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方，取消刀具半徑補償用G40 指令，為前置刀架和后置刀架中刀具半徑補償指令的判定。

以下是FUNUC 系統(tǒng)在運用刀具半徑補償時的注意事項總結(jié)：

(1)由于G40、G41、G42 只能用G00、G01 結(jié)合編程，不允許與G02、G03 等其他指令結(jié)合編程，否則報警;

(2)在編入G40、G41、G42 的G00、G01 前后兩個程序段中，X、Z 值至少有一個值發(fā)生變化，否則產(chǎn)生報警;

(3)在調(diào)用新的刀具前，必須取消刀具補償，否則產(chǎn)生報警;

(4)在G42 指令模式中，不允許有兩個連續(xù)的非移動指令，否則刀具在前面程序段終點的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切或欠切現(xiàn)象，非移動指令包括：M、S、G04、G96 等等;

(5)在G74～G76、G90～G92 固定循環(huán)指令中不用刀尖半徑補償，因為是端面或軸徑固定循環(huán)，所以不需要刀補;

(6)如果補償量為負值，則在程序上G41 和G42 互相轉(zhuǎn)化，如果刀具中心沿工件外側(cè)的話，則它會沿工件內(nèi)側(cè)移動，反之亦然;

(7)如果在補償模式中，改變補償量只有在重新運行程序后，新的補償才有效;

(8)在錄入(MDI)方式下，不執(zhí)行刀具半徑補償;

(9)在調(diào)用子程序前(即執(zhí)行M98 前)，系統(tǒng)必須在補償取消模式，進入子程序后，可以起動補償，但在返回主程序前(即執(zhí)行M99 前)，必須為補償取消模式，否則報警;

(10)在遠離工件處建立、取消刀補。

四、刀具半徑補償?shù)倪\用實例

下面通過一個典型的實例來分析刀具半徑補償在車削時的運用

在加工程序中如果不引入刀具的半徑補償，在進行加工時，在R5 和R15 輪廓及過渡圓弧處，必然造成刀具的實際軌跡和零件輪廓偏離的現(xiàn)象，進而引起加工誤差，但這些誤差光靠改變刀具角度是無法避免的，必須引入刀具的半徑補償，即在N5程序段內(nèi)，刀具工進開始接觸工件時開始引入刀具半徑右補償G42，在N10 程序段內(nèi)，利用G40 取消刀具半徑補償，這樣才能有效避免少切、過切或干涉現(xiàn)象，確保零件的加工精度。

五、結(jié)束語

在實際的加工中，刀具半徑補償是保證零件加工質(zhì)量的重要手段，選擇合適的加工刀具和補償值，在零件精度的保證上起到事半功倍的效果，尤其是當(dāng)零件的精度要求較高的時候，顯得尤為重要。生產(chǎn)實踐表明，靈活應(yīng)用刀具半徑補償功能，合理設(shè)置刀具半徑補償值，給我們的編程和加工帶來很大的方便，能大大地提高工作效率，在數(shù)控加工中有著重要的意義。