數(shù)控加工中的刀具補償

1、口口口 口uiiiii口 口口口口口口口口口口口 口 min口口1口 圧口口 CNC數(shù)控加工汕仃帚育頁 目暈 擠具技術(shù) 敎控加工 播具諂計 休聞燃樂 L 數(shù)控加工中的刀具補償感謝論壇發(fā)貼網(wǎng)友：Mould-L一、刀具補償?shù)奶岢鲇昧|刀在數(shù)控機床上加工工件，可以清楚看出刀具中心運動軌計與工件輪廓不重合，這是因為工件輪廓是立銃刀運動包絡(luò)形成的。立銃刀的中心稱為刀具的刀位點(4、5坐標(biāo)數(shù)控機床稱為刀位矢量)，刀位點的運動軌計即代表刀具的運動軌跡。在數(shù)控加工中，是按工件輪廓尺寸編制程序，還是按刀位點的 運動軌跡尺寸編制程序，這要根據(jù)具體情況來處理。數(shù)控機床立銃刀加工在全功能數(shù)控機床中，數(shù)控系統(tǒng)有刀具補償

2、功能，可按工件輪廓尺寸進行編制程序，建立、執(zhí)行刀 補后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算，刀位點自動調(diào)整到刀具運動軌跡上。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，因此使用簡單、方便。經(jīng)濟型數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單，售價低，在生產(chǎn)企業(yè)中有一定的擁有量。在經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)中，如 果沒有刀具補償功能，只能按刀位點的運動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 直徑計算出刀位點的軌跡尺寸。因此計算量大、復(fù)雜，且刀具磨損、更換需重新計算刀位點的軌跡尺寸， 重新編制加工程序。二、全功能數(shù)控機床系統(tǒng)中刀具補償1 .數(shù)控車床刀具補償數(shù)控車床刀具補償功能包括刀具位置補償和刀具圓弧半徑補償兩方面。在加

3、工程序中用T功能指定，TXXXX中前兩個XX為刀具號，后兩個XX為刀具補償號，如T0202。如果刀具補償號為 00,則表示取消刀補。(1) 刀具位置補償?shù)毒吣p或重新安裝刀具引起的刀具位置變化，建立、執(zhí)行刀具位置補償后，其加工程序不需要重新編制。辦法是測出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲器內(nèi)，程序執(zhí)行刀具補償指 令后，刀具的實際位置就代替了原來位置。如圖2所示的加工情況，如果沒有刀具補償，刀具從0點移動到1點，對應(yīng)程序段是N60G00C45 X93 T0200,如果刀具補償是X=+3, Z=+4,并存入對應(yīng)補償存儲器中，執(zhí)行刀補后，刀具將從0點移動到2點，而不是1點，對應(yīng)程序段是 N60 GO

4、O X45 Z93 T0202（2） 刀具圓弧半徑補償 編制數(shù)控車床加工程序時，車刀刀尖被看作是一個點（假想刀尖P點）， 但實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弧 （刀尖AB圓弧）， 如圖3所示，這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差。另一方面，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對工件加工也將產(chǎn)生影響，而這些可采用刀具圓弧半徑補償來解決。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位，如圖4所示，用參數(shù)09表示，P點為理論刀尖點。（3） 刀補參數(shù) 每一個刀具補償號對應(yīng)刀具位置補償（X和Z值）和刀具圓弧半徑補償 （R和T值）共4個參數(shù)，在加工之前輸入到對應(yīng)的存儲器，CRT上顯示如圖5

5、所示。在自動執(zhí)行過程中，數(shù)控系統(tǒng)按該存儲器中的X、Z、R、T的數(shù)值，自動修正刀具的位置誤差和自動進行刀尖圓弧半徑補償。2 .加工中心、數(shù)控銃床刀具補償加工中心、數(shù)控銃床的數(shù)控系統(tǒng)，刀具補償功能包括刀具半徑補償、夾角補償和長度補償?shù)鹊毒哐a 償功能。（1） 刀具半徑補償（G41、G42 G40） 刀具的半徑值預(yù)先存入存儲器 HXX中，XX為存儲器號。執(zhí) 行刀具半徑補償后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算，并使刀具按照計算結(jié)果自動補償。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（如圖1所示），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,取消刀具半徑補償也

6、可用 H00。使用中需注意：建立、取消刀補時，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償取負值時，G41和G42的功能互換。刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由于B功能刀具半徑補償只根據(jù)本段程序進行刀補 計算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好，C功能刀具半徑補償能自動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編程，因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機床幾乎都采用 C功能刀具半徑補償。這時要求建立刀具半徑補償程序段的后續(xù)兩個程序段必須有指 定補償平面的位移指令（G00 G01

7、, G02 G03等），否則無法建立正確的刀具補償。（2） 夾角補償 （G39） 兩平面相交為夾角，可能產(chǎn)生超程過切，導(dǎo)致加工誤差，可采用夾角補 償（G39）來解決。使用夾角補償（G39）指令時需注意，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） 刀具長度偏置（G43 G44 G49）利用刀具長度偏置（G43 G44）指令可以不改變程序而隨時補償?shù)毒唛L度的變化， 補償量存入由H碼指令的存儲器中。G43表示存儲器中補償量與程序指令的終點坐 標(biāo)值相加，G44表示相減，取消刀具長度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05與中，假

8、如05存儲器中值為16,則表示終點坐標(biāo)值為 72mm存儲器中補償量的數(shù)值，可用MDI或DPL預(yù)先存入存儲器，也可用程序段指令G10 P05 R16.0表示在05號存儲器中的補償量為 16mm三、經(jīng)濟型數(shù)控機床中刀具軌跡的計算經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)，如果沒有刀具補償指令，則只能計算出刀位點的運動軌跡尺寸，然后按此編程，或者進行局部補償加工。1 刀具中心(刀位點)軌跡的計算在需要計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和節(jié)點對應(yīng)的刀具中心上基點和節(jié)點的坐標(biāo)。圖1所示為用08立銃刀加工工件曲線時的刀具中心運動軌跡。可以看出，刀具運動軌跡是 零件輪廓的等距線，由零件輪廓和刀具半徑可求出。直線的

9、等距線方程：所求等距線在原直線上邊時，取“ + ”號，反之取“ -”號。圓的等距線方程：所求等距線為外等距線時，取“ + ”號，反之取“”號。求解等距線上的基點坐標(biāo)，只需將相關(guān)等距線方程聯(lián)立求解。例求3點的坐標(biāo)，2點坐標(biāo)(40, 85), 3點坐標(biāo)(70, 105)。A=y2-y3=-20B=x3-x2=30C=x3y2-ybx2=1750求出圓心坐標(biāo)為(85, 105)。兩等距線方程聯(lián)立：-20x+30y=1750+144.222(x-85)+(y-105)=(15+4)解出 x=66.134y=107.231即3點的坐標(biāo)為(66.34 , 107.231 )，刀具中心軌跡上其他基點或節(jié)點的

10、坐標(biāo)用相同的方法可求出，然后 按此編程。2.數(shù)控車床假想刀尖點的偏置計算在數(shù)控車削加工中，為了對刀方便，常以假想刀尖P點來對刀。如果沒有刀尖圓弧半徑補償，在車削錐面或圓弧時，會產(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，解決辦法為：計算刀尖圓弧 中心軌跡尺寸，然后按此編積，進行局部補償計算圖3所示為在車削維面時，由于刀尖圓弧半徑r引起的刀位補償量。采用在 Z向和X向同時進行刀具位置補償時，實際刀刃與工件接觸點A移動到編程時刀尖設(shè)定點 P上，r的補償量可按下式計算：在編制加工工件錐面程序時，其基點坐標(biāo)為工件輪廓基點坐標(biāo)（Z和X）加上刀尖圓弧半徑r的補償量（Dz和DX，這樣就解決了沒有刀尖圓弧半徑補償