刀具補(bǔ)償功能的綜合應(yīng)用.doc

第三節(jié) 數(shù)控銑削加工平面凸輪零件的典型實(shí)例教學(xué)目標(biāo) 通過(guò)本章的深入講解，使學(xué)生加深對(duì)數(shù)控銑床的了解，并能熟練掌握刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償具體應(yīng)用，和凸輪零件的數(shù)控加工工藝運(yùn)用。同時(shí)，對(duì)進(jìn)一步鞏固前章所學(xué)的編程知識(shí)，增強(qiáng)工程實(shí)踐動(dòng)手能力，提高綜合加工實(shí)訓(xùn)能力。具體要求1. 了解程序停止（M00）、程序跳段的使用方法。2. 熟練區(qū)分左刀具半徑補(bǔ)償和右刀具半徑補(bǔ)償。 3. 合理使用刀具半徑補(bǔ)償值分配粗、精加工余量。4. 掌握平面凸輪零件的編程方法。5. 正確完成調(diào)用子程序銑削工件。實(shí)驗(yàn)條件1立式數(shù)控銑床。2零件圖，見(jiàn)右圖所示。3半精加工后的鋁板一塊（規(guī)格：1108010）。4強(qiáng)力夾頭刀柄一套。512mm鍵槽刀。6平口鉗、墊鐵、夾具。7游標(biāo)卡尺。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)使用刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，正確選擇好起始點(diǎn)、走刀路徑，以及改變半徑補(bǔ)償值D完成粗、精加工。學(xué)時(shí)安排理論講解、示范操作45分鐘教學(xué)內(nèi)容一、 具半徑補(bǔ)償（G41、G42）的與含義在輪廓加工中，由于刀具總有一定的半徑（如銑刀半徑），刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡并不等于所要加工零件的實(shí)際輪廓。也就是說(shuō)，在數(shù)控銑床進(jìn)行輪廓加工時(shí)，一般要考慮刀具半徑。如下圖所示，在外輪廓加工時(shí)，刀具中心需要偏移零件的外輪廓面一個(gè)半徑值。這種偏移習(xí)慣上稱為刀具半徑補(bǔ)償。使用刀具半徑補(bǔ)償功能，系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算出偏離一定距離（稱偏置）的刀具軌跡。它不但大大簡(jiǎn)化了編程，而且還可以很容易地調(diào)整加工輪廓尺寸。當(dāng)然，對(duì)于特別簡(jiǎn)單的零件，也可以在加工程序中偏離輪廓一個(gè)刀具半徑值來(lái)編程（不使用刀具半徑補(bǔ)償功能）。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)毒咧行能壽E在編程軌跡（零件輪廓）前進(jìn)方向左邊時(shí)，稱為左刀具補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱左刀補(bǔ)，用G41表示；反之，則稱為右刀補(bǔ)，用G42表示（如下圖所示）；當(dāng)不需要進(jìn)行刀補(bǔ)時(shí)用G40表示。二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用特點(diǎn)1避免計(jì)算刀具中心軌跡，直接用零件輪廓尺寸編程。2刀具因磨損、重磨、換新刀而引起的刀具半徑改變后，不修改程序。3用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具補(bǔ)償值，可進(jìn)行粗精加工。4利用刀具補(bǔ)償值，控制工件輪廓尺寸精度。三、刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠堆a(bǔ)建立時(shí)，刀具從起點(diǎn)出發(fā)沿直線接近加工零件，根據(jù)G41或G42使刀具中心在原來(lái)的編程軌跡的基礎(chǔ)上伸長(zhǎng)或縮短一個(gè)刀具半徑值。刀補(bǔ)取消時(shí)，在最后一段刀補(bǔ)軌跡加工完成后，應(yīng)走一端直線撤消刀補(bǔ)，撤消刀補(bǔ)時(shí)應(yīng)注意不能碰刀，如下圖所示。四、使用G41、G42和G40的說(shuō)明1. 刀具必須有相應(yīng)的刀補(bǔ)號(hào)才能生效。2. 只有在線性插補(bǔ)（G00，G01）時(shí)才可以進(jìn)行選擇或取消G41/G42和G40。3. 正確選擇起始點(diǎn)可以保證刀具運(yùn)行不發(fā)生碰撞。4. 加工窄槽、小于偏置量等零件時(shí)，應(yīng)預(yù)先檢查有無(wú)干涉現(xiàn)象，即刀具是否過(guò)切。5. 加工小于刀具半徑的內(nèi)角的零件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。五、內(nèi)、外輪廓加工的走刀路線下圖為圓弧插補(bǔ)方式銑削外圓時(shí)的走刀路線圖。當(dāng)整圓加工完畢時(shí)，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多移動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面想碰，造成工件報(bào)廢。銑削內(nèi)圓弧時(shí)也要遵循從切向切入、切出的原則，最好安排從圓弧過(guò)度到圓弧的加工路線 銑外圓的切入切出路線 銑內(nèi)圓的切入切出路線銑內(nèi)輪廓的切入切出路線若刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入切出時(shí)，此時(shí)刀具的切入切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處，如右上圖所示。七、加工實(shí)例如下圖所示為平面簡(jiǎn)單凸輪零件，材料為10mm厚鋁合金板。（一） 工藝分析：閱圖可知，該零件由AB、BC、AF三圓弧及線段CD、EF構(gòu)成，可采用20孔中心作為定位基準(zhǔn)，通過(guò)螺栓螺母裝夾。為保證加工精度，可使用改變刀具半徑補(bǔ)償值的方法，完成零件的粗、精加工。為簡(jiǎn)化編程，可將先將凸輪的加工輪廓程序編出作為子程序，然后再加上左刀補(bǔ)（加工方向順時(shí)針），調(diào)用該子程序進(jìn)行粗加工（刀補(bǔ)值6.2），并通過(guò)再次改變刀具半徑補(bǔ)償值完成對(duì)該輪廓面的精凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補(bǔ)償值可設(shè)為6.2）。加工（刀補(bǔ)值6）。（二）加工步驟：1開機(jī)、機(jī)床回參考點(diǎn)。2先用平口鉗裝夾夾具，再裝夾工件。3. 選用20mm孔做基準(zhǔn)并找正。4設(shè)定零點(diǎn)偏置G54。5第一次調(diào)用子程序完成凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補(bǔ)償值可設(shè)為6.2）。 6程序暫停（M00），測(cè)量尺寸。7重新加刀補(bǔ)，調(diào)用第二次子程序，完成凸輪的凸輪輪廓的粗加工（刀具半徑補(bǔ)償值可設(shè)為6.2）。8拆卸工件，修角倒棱，保養(yǎng)機(jī)床。9. 按關(guān)機(jī)操作步驟正常關(guān)機(jī)。（三） 編程要點(diǎn)：1. 預(yù)先進(jìn)行數(shù)學(xué)處理 選取工件坐標(biāo)系，其原點(diǎn)選擇在20孔中心線原點(diǎn)處。A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：A點(diǎn)：X0，Y50；B點(diǎn)：X0，Y-50；C點(diǎn)：X8.6603，Y-45；D點(diǎn)：X25.9808，Y-15；E點(diǎn)：X25.9808，Y15；F點(diǎn)：X8.6603，Y45。2. 進(jìn)刀點(diǎn)及進(jìn)刀方法 設(shè)置進(jìn)刀線長(zhǎng)20mm，進(jìn)刀圓弧R20，退刀線長(zhǎng)20mm，下刀點(diǎn)坐標(biāo)X20、Y-90，左刀偏，深度進(jìn)刀采用G01指令。3. 完成一個(gè)加工循環(huán)后（調(diào)用完一次子程序），需提刀取消刀補(bǔ)。再次調(diào)用子程序加工時(shí)，應(yīng)重新加入刀補(bǔ)，以免發(fā)生碰刀事故。4. 若加工中留余量，可將半徑補(bǔ)償值設(shè)大，如刀具的標(biāo)準(zhǔn)半徑為3mm，當(dāng)?shù)毒邊?shù)設(shè)成3.1時(shí)，加工余量單邊留0.1 mm。（四）參考程序主程序：O9876N01 G54 G90 G00 S1500 M03 D1 X0 Y0 Z25 ； N02 G01 F800 X20 Y-90 ； （下刀點(diǎn)）N03 G01 Z-7 ； （下刀）N04 G41 F200 Y-70 ； （開始刀具半徑補(bǔ)償，刀補(bǔ)值為6.2）N05 M98 9875 ； （第一次調(diào)用子程序，）N06 G40 G00 Y-90； （取消刀具半徑補(bǔ)償）N07 X20 Y-90 ； （下刀點(diǎn)）N08 G01 F800 Z-7 ； （下刀）N09 G41 D2 F200 Y-70 ； （開始刀具半徑補(bǔ)償，調(diào)用D2刀補(bǔ)值）N10 M98 9875 ； （第二次調(diào)用子程序，）N11 G40 G00 Y-90； （取消刀具半徑補(bǔ)償）N12 G00 Z100； （Z向提刀）N13 G01 X0 Y0 M05 ； （返回對(duì)刀點(diǎn)）N14 M30 ； （程序結(jié)束）子程序：O9875N01 G03 X0 Y-50 R20 ； （切入工件至B點(diǎn)） N02 G02 X0 Y50 R50； （切削BA?。?N03 G02 X8.6603 Y45 R10； （切削AF?。?N04 G01 X25.9808 Y15 ； （切