刀尖圆弧半径补的应用.doc

刀具半径补偿在FUNAC 系统车床中的应用 李季节 在数控切削加工中,为了提高刀尖的强度,降低加工表面粗糙度,刀尖处成圆弧过渡刃.在车削内孔、外圆或端面时, 刀尖圆弧不影响其尺寸、形状；在切削锥面或圆弧时,就会造成过切或少切现象.如图1所示： 图1 在实际加工中，一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程。使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。 G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；G42 为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿；G40 为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42 指令无效。G40 必须和G41或G42 成对使用。，如图2所示 前置刀架方向选择 后置刀架方向选择 图2 编程时应注意： G41、G42 不能重复使用，即在程序中前面有了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G41或G42，否则补偿就不正常了。 “刀尖半径偏置” 应当用 G00 或者 G01功能来下达命令或取消。不论这个命令是不是带圆弧插补， 刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行的路径。因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成； 并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消。 具备刀具半径补偿功能的数控系统，除利用刀具半径补偿指令外，还应根据刀具在切削时所摆的位置，选择假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位，确定补偿量。假想刀尖的方位有 8种位置可以选择（见图3）。箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用0 或9。 后置刀架刀尖方位 前置刀架刀尖方位 图3 刀尖圆弧半径的选择选择刀尖圆弧半径的大小选择刀尖圆弧半径的大小时，有以下几点：（1）刀尖圆弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；该半径又不宜选择太小，否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易损坏。（2）刀尖圆弧半径应与最大进给量相适应，刀尖圆弧半径宜大于等于最大进给量的1.25倍，否则将恶化切削条件，甚至出现螺纹状表面和打刀等问题；另一方面，又要顾虑刀尖圆弧半径太大容易导致刀具切削时发生颤振，一般说来，刀尖圆弧半径在0.8㎜以下时不容易导致加工颤振；（3）刀尖圆弧半径与进给量在几何学上与加工表面的残留高度有关，从而影响到加工表面的粗糙度。小进给量、大的刀尖圆弧半径，可减小残留高度，得到小的粗糙度值。（在CNC编程加工时，若考虑经测量认定的刀具圆弧半径，并进行刀尖半径补偿，该刀具圆弧相当于在加工轮廓上滚动切削，刀具圆弧制造精度和刀尖半径测量精度应当与轮廓的形状精度相适 以上是对刀尖半径补偿概念及方位选择的一个简单概述,而在数控车床上进行加工时,首先要考虑刀偏的方向及方位，其次考虑刀尖R的大小在加工中是否干涩，然后考虑对刀时刀补值应该如何输入等。在加工中对刀时刀补值为图4所示A、B两点。 图4 经过试验,当工件用刀尖3号方位进行加工时,刀补值不用作任何变化,A、B两点分别为X、Z值. 当工件用刀尖8号方位进行加工时, 刀补值Z值需向前偏移一个刀尖半径r刀，而X值不变. 例一： 图6 如果Z向刀补不加刀尖R,程序运行中刀尖位置如图6所示 加工如图5所示工件： T0101 外元刀 刀尖圆弧R0.4 刀尖方位3 刀补值不变 T0202