數(shù)控車床刀尖半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用分析

楊美娟

【摘 要】分析了數(shù)控車削中因刀尖圓弧產(chǎn)生誤差的原因，介紹了糾正誤差的思路及半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟恚鞔_了半徑補(bǔ)償?shù)母拍?。結(jié)合實(shí)際，系統(tǒng)介紹了刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用方法，及使用中的注意事項(xiàng)。在實(shí)際工作中，應(yīng)該有目的的應(yīng)用和掌握它，不應(yīng)局限于工件基本尺寸的要求，要從加工中反映的提高分析能力，真正提高數(shù)控車床的操作水平。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床 假想刀尖 半徑補(bǔ)償 程序輪廓 應(yīng)用

在學(xué)習(xí)數(shù)控車床的過程中，一直有一個(gè)難點(diǎn)——刀尖半徑補(bǔ)償。一方面，因?yàn)樗睦碚撝R(shí)性復(fù)雜，應(yīng)用條件的嚴(yán)格性，使一些學(xué)生感覺無從下手；另一方面，在臺(tái)階軸類的加工過程中，通過幾何補(bǔ)償也能達(dá)到精度要求，刀尖半徑補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)就不能有效體現(xiàn)，從而使得一些學(xué)生對它不夠重視。事實(shí)上，在現(xiàn)代數(shù)控加工系統(tǒng)中，刀尖半徑補(bǔ)償，對于提高工件綜合加工精度具有非常重要的作用，是一個(gè)必須熟練掌握的功能。下面從以下幾方面進(jìn)行分析：

1 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)亩x

在加工過程中，由于刀具產(chǎn)生磨損及精加工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時(shí)的刀位點(diǎn)為刀尖圓弧的圓心。為確保工件輪廓形狀，加工時(shí)不允許刀具刀尖圓弧的圓心運(yùn)動(dòng)軌跡與被加工工件輪廓重合，而應(yīng)與工件輪廓偏移一個(gè)半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。

2 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理想狀態(tài)下，我們總是將車刀的刀位點(diǎn)假想成一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)即為假想刀尖。

在對刀情況下，也是以假想刀尖進(jìn)行對刀。但實(shí)際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一個(gè)理想的點(diǎn)，而是一段圓?。ㄈ鐖D中的BC圓?。Ｋ^刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑。實(shí)踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實(shí)際加工中是不存在的。

3 未使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)的加工誤差分析

（1）加工臺(tái)階面或端面時(shí)，對加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺(tái)階的清角位置會(huì)產(chǎn)生殘留誤差，如圖1所示。

（2）加工圓錐面時(shí)，對圓錐的錐度不會(huì)產(chǎn)生影響，但對錐面的大小端尺寸會(huì)產(chǎn)生較大的影響，通常情況下，會(huì)使外錐面的尺寸變大，而使內(nèi)錐面的尺寸變小，如圖2所示。

（3）加工圓弧時(shí)，會(huì)對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外凸圓弧時(shí)，會(huì)使加工后的圓弧半徑變小，其值=理論輪廓半徑R-刀尖圓弧半徑r，如圖3所示。加工內(nèi)凹圓弧時(shí)，則相反。

4 刀補(bǔ)的加入

在系統(tǒng)的刀具參數(shù)中，即使已經(jīng)賦值刀尖半徑，但是在執(zhí)行刀具補(bǔ)償號(hào)調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)沒有半徑補(bǔ)償?shù)耐叫裕潜仨毥柚鄳?yīng)的指令才能同步執(zhí)行，刀具補(bǔ)償指令-G41、G42。必須注意的是，應(yīng)用刀具補(bǔ)償指令時(shí)，必須根據(jù)刀架位置、刀尖與工件相對位置來確定補(bǔ)償方向，是依據(jù)第三坐標(biāo)軸的方向判定的。（圖4）

G41：沿著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具位于工件左側(cè)時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償，使用G41指令（后置刀架）。

G42：沿著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具位于工件右側(cè)時(shí)，稱為刀具半徑右補(bǔ)償，使用G42指令（后置刀架）。

在使用第三軸判斷刀補(bǔ)方向是一件困難的事，為了方便，我們可以這樣記憶：

后置刀架，所見即所得（看到的是左補(bǔ)償，用G41，看到的是右補(bǔ)償，用G42）；

前置刀架，所見非所得（看到的是左補(bǔ)償，用G42，看到的是右補(bǔ)償，用G41）。

5 刀具進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）刀具圓弧半徑補(bǔ)償模式的建立與取消不能與圓弧切削指令G02或G03寫在一個(gè)程序段中，只能用G00或G01移動(dòng)指令，即它是通過直線運(yùn)動(dòng)來建立或取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)摹?/p>

（2）在使用G41/G42之后的程序段，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)不移動(dòng)的指令，否則G41/G42會(huì)失效，會(huì)產(chǎn)生過切或少切。

（3）在調(diào)用新刀具或更換刀具補(bǔ)償方向時(shí)，中間必須取消刀具補(bǔ)償，目的是為了避免產(chǎn)生加工誤差。

（4）如果在補(bǔ)償模式中，改變補(bǔ)償量，只有在換刀后新的補(bǔ)償量才有效。

（5）在錄入（MDI）方式下，不能執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償。

（6）在調(diào)用子程序前（即執(zhí)行M98前），系統(tǒng)必須在補(bǔ)償取消模式，進(jìn)入子程序后，可以啟動(dòng)補(bǔ)償，但在返回主程序前（即執(zhí)行M99前），必須為補(bǔ)償取消模式，否則報(bào)警。

6 結(jié)語

刀尖圓弧半徑補(bǔ)償是一個(gè)獨(dú)特的概念，是一個(gè)非常實(shí)用的功能。它能有效解決圓弧面和錐面加工中由于刀尖圓弧引起的加工誤差。在實(shí)際工作中，我們應(yīng)該有目的的應(yīng)用和掌握它， 真正提高數(shù)控車床的操作水平。

參考文獻(xiàn)：

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