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張家港市理弗瑞機(jī)械設(shè)備有限公司
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淺析：數(shù)控機(jī)床加工中的刀具補(bǔ)償（一） |
| 來(lái)源于：張家港市理弗瑞機(jī)械設(shè)備有限公司 發(fā)布時(shí)間：2015/11/5 16:19:48 閱讀次數(shù)：3791 |
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在全功能數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控系統(tǒng)有刀具補(bǔ)償功能,，可按工件輪廓尺寸進(jìn)行編制程序,，建立,、執(zhí)行刀補(bǔ)后,，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，刀位點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整到刀具運(yùn)動(dòng)軌跡上,。直接利用工件尺寸編制加工程序,，刀具磨損，更換加工程序不變,，因此使用簡(jiǎn)單,、方便。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，售價(jià)低,，在生產(chǎn)企業(yè)中有一定的擁有量。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中,，如果沒(méi)有刀具補(bǔ)償功能,，只能按刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡尺寸編制加工程序，這就要求先根據(jù)工件輪廓尺寸和刀具直徑計(jì)算出刀位點(diǎn)的軌跡尺寸,。因此計(jì)算量大,、復(fù)雜，且刀具磨損,、更換需重新計(jì)算刀位點(diǎn)的軌跡尺寸,，重新編制加工程序。
二,、全功能數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中刀具補(bǔ)償：
1,。數(shù)控車床刀具補(bǔ)償
數(shù)控車床刀具補(bǔ)償功能包括刀具位置補(bǔ)償和刀具圓弧半徑補(bǔ)償兩方面。在加工程序中用T功能指定,，T＊＊＊X中前兩個(gè)XX為刀具號(hào),，后兩個(gè)XX為刀具補(bǔ)償號(hào)，如T0202,。如果刀具補(bǔ)償號(hào)為00,，則表示取消刀補(bǔ)。
（1）刀具位置補(bǔ)償?shù)毒吣p或重新安裝刀具引起的刀具位置變化,，建立,、執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償后，其加工程序不需要重新編制,。辦法是測(cè)出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲(chǔ)器內(nèi),，程序執(zhí)行刀具補(bǔ)償指令后，刀具的實(shí)際位置就代替了原來(lái)位置,。
如果沒(méi)有刀具補(bǔ)償,，刀具從0點(diǎn)移動(dòng)到1點(diǎn)，對(duì)應(yīng)程序段是N60G00C45X93T0200,，如果刀具補(bǔ)償是X＝3,，Z＝4，并存入對(duì)應(yīng)補(bǔ)償存儲(chǔ)器中,，執(zhí)行刀補(bǔ)后,，刀具將從0點(diǎn)移動(dòng)到2點(diǎn)，而不是1點(diǎn),，對(duì)應(yīng)程序段是N60G00X45Z93T0202,。
（2）刀具圓弧半徑補(bǔ)償編制數(shù)控車床加工程序時(shí),，車刀刀尖被看作是一個(gè)點(diǎn)（假想刀尖P點(diǎn)）,，但實(shí)際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度，車刀刀尖被磨成半徑不大的圓�,。ǖ都釧B圓�,。@必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差,。另一方面,，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對(duì)工件加工也將產(chǎn)生影響,，而這些可采用刀具圓弧半徑補(bǔ)償來(lái)解決,。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位，用參數(shù)0～9表示,，P點(diǎn)為理論刀尖點(diǎn),。
（3）刀補(bǔ)參數(shù)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)刀具位置補(bǔ)償（X和Z值）和刀具圓弧半徑補(bǔ)償（R和T值）共4個(gè)參數(shù),，在加工之前輸入到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器,，CRT上顯示。在自動(dòng)執(zhí)行過(guò)程中,，數(shù)控系統(tǒng)按該存儲(chǔ)器中的X,、Z,、R、T的數(shù)值,，自動(dòng)修正刀具的位置誤差和自動(dòng)進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償,。
2。加工中心,、數(shù)控銑床刀具補(bǔ)償
加工中心,、數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)，刀具補(bǔ)償功能包括刀具半徑補(bǔ)償,、夾角補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)鹊毒哐a(bǔ)償功能,。
�,。�1）刀具半徑補(bǔ)償（G41,、G42、G40）刀具的半徑值預(yù)先存入存儲(chǔ)器HXX中,，XX為存儲(chǔ)器號(hào),。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算,，并使刀具按照計(jì)算結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償,。刀具半徑左補(bǔ)償（G41）指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的左方，刀具半徑右補(bǔ)償（G42）指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的右方,。取消刀具半徑補(bǔ)償用G40,，取消刀具半徑補(bǔ)償也可用H00。
使用中需注意：建立,、取消刀補(bǔ)時(shí),，即使用G41、G42,、G40指令的程序段必須使用G00或G01指令,，不得使用G02或G03，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償取負(fù)值時(shí),，G41和G42的功能互換,。
刀具半徑補(bǔ)償有B功能和C功能兩種補(bǔ)償形式。由于B功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計(jì)算,，不能解決程序段之間的過(guò)渡問(wèn)題,，要求將工件輪廓處理成圓角過(guò)渡，因此工件尖角處工藝性不好,，C功能刀具半徑補(bǔ)償能自動(dòng)處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接,，可完全按照工件輪廓來(lái)編程，因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功能刀具半徑補(bǔ)償,。這時(shí)要求建立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)兩個(gè)程序段必須有指定補(bǔ)償平面的位移指令（G00,、G01,，G02、G03等）,，否則無(wú)法建立正確的刀具補(bǔ)償,。
（2）夾角補(bǔ)償（G39）兩平面相交為夾角,，可能產(chǎn)生超程過(guò)切,，導(dǎo)致加工誤差，可采用夾角補(bǔ)償（G39）來(lái)解決,。使用夾角補(bǔ)償（G39）指令時(shí)需注意,，本指令為非模態(tài)的，只在指令的程序段內(nèi)有效,，只能在G41和G42指令后才能使用,。
（3）刀具長(zhǎng)度偏置（G43,、G44,、G49）利用刀具長(zhǎng)度偏置（G43、G44）指令可以不改變程序而隨時(shí)補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的變化,，補(bǔ)償量存入由H碼指令的存儲(chǔ)器中,。G43表示存儲(chǔ)器中補(bǔ)償量與程序指令的終點(diǎn)坐標(biāo)值相加，G44表示相減,，取消刀具長(zhǎng)度偏置可用G49指令或H00指令,。程序段N80G43Z56H05與中，假如05存儲(chǔ)器中值為16,，則表示終點(diǎn)坐標(biāo)值為72mm,。
存儲(chǔ)器中補(bǔ)償量的數(shù)值，可用MDI或DPL預(yù)先存入存儲(chǔ)器,，也可用程序段指令G10P05R16.0表示在05號(hào)存儲(chǔ)器中的補(bǔ)償量為16mm,。
三、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中刀具軌跡的計(jì)算：
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),，如果沒(méi)有刀具補(bǔ)償指令,，則只能計(jì)算出刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡尺寸，然后按此編程,，或者進(jìn)行局部補(bǔ)償加工,。
1。刀具中心（刀位點(diǎn)）軌跡的計(jì)算
在需要計(jì)算刀具中心軌跡的數(shù)控系統(tǒng)中,，要算出與零件輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刀具中心上基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),。為用φ8立銑刀加工工件曲線時(shí)的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡�,？梢钥闯�,，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是零件輪廓的等距線,，由零件輪廓和刀具半徑可求出。
直線的等距線方程：
所求等距線在原直線上邊時(shí),，取“＋”號(hào),，反之取“-”號(hào)。
圓的等距線方程：
所求等距線為外等距線時(shí),，取“＋”號(hào),，反之取“－”號(hào)。
求解等距線上的基點(diǎn)坐標(biāo),，只需將相關(guān)等距線方程聯(lián)立求解,。例求3′點(diǎn)的坐標(biāo)，2點(diǎn)坐標(biāo)（40,，85）,，3點(diǎn)坐標(biāo)（70，105）,。
A＝y(tǒng)2-y3＝-20
B＝x3-x2＝30
C＝x3y2-ybx2＝1750
求出圓心坐標(biāo)為（85,，105）。
兩等距線方程聯(lián)立：
-20x30y＝1750144.222
�,。▁-85）（y-105）＝（154）
解出x＝66.134y＝107.231
即3′點(diǎn)的坐標(biāo)為（66.34，107.231）,，刀具中心軌跡上其他基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)用相同的方法可求出,，然后按此編程。
2,。數(shù)控車床假想刀尖點(diǎn)的偏置計(jì)算
在數(shù)控車削加工中,，為了對(duì)刀方便，常以假想刀尖P點(diǎn)來(lái)對(duì)刀,。如果沒(méi)有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償,，在車削錐面或圓弧時(shí)，會(huì)產(chǎn)生欠切現(xiàn)象,。當(dāng)零件精度要求較高且有錐面或圓弧時(shí),，解決辦法為：計(jì)算刀尖圓弧中心軌跡尺寸，然后按此編積,，進(jìn)行局部補(bǔ)償計(jì)算,。
為在車削維面時(shí)，由于刀尖圓弧半徑r引起的刀位補(bǔ)償量,。采用在Z向和X向同時(shí)進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償時(shí),，實(shí)際刀刃與工件接觸點(diǎn)A移動(dòng)到編程時(shí)刀尖設(shè)定點(diǎn)P上，r的補(bǔ)償量可按下式計(jì)算：
在編制加工工件錐面程序時(shí),，其基點(diǎn)坐標(biāo)為工件輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)（Z和X）加上刀尖圓弧半徑r的補(bǔ)償量（Dz和DX）,，這樣就解決了沒(méi)有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題,。
在數(shù)控加工中，由于刀尖有圓弧,，工件輪廓是刀具運(yùn)動(dòng)包絡(luò)形成,，因此刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與工件的輪廓是不重合的。在全功能數(shù)控系統(tǒng)中,，可應(yīng)用其刀具補(bǔ)償指令,，按工件輪廓尺寸，很方便地進(jìn)行編程加工,。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中,，可以根據(jù)工件輪廓尺寸、刀具等計(jì)算出刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,，按此編程,，也可按局部補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)解決。 |
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