數(shù)控車床刀具半徑補償

1、蘇州技師學(xué)院技師論文車床刀具半徑補償學(xué)生姓名:戴成龍年 級：08 大 1專 業(yè)：數(shù)控車技師指導(dǎo)老師:李振杰院 系:機電工程系提交日期：2011年9月車床刀具半徑補償【摘 要】數(shù)控機床在加工過程中，其所控制的是刀具中心的軌跡。因此在數(shù)控編程時，可以根據(jù) 刀具中心的軌跡進行編程，這種編程方法稱為刀具中心編程。粗加工中由于留有余量，對零件的尺 寸精度影響不大，對簡單圖形可采用刀具中心軌跡編程。但是當零件加工部分形狀較為復(fù)雜時，如 果選用刀具中心編程，就會給計算關(guān)鍵點帶來很大工作量，而且往往由于關(guān)鍵點的計算誤差影響機 床的插補運算，進而產(chǎn)生報警，使加工無法正常進行。因此可以利用理論輪廓編程，即按圖形的

2、輪 廓進行編程。采用理論輪廓編程，需要在系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定偏置參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)會自動計算刀具中心 軌跡，使刀具偏離圖形輪廓一個刀具值，從而使刀具能加工到圖形的實際輪廓，這種功能即為刀具 半徑補償功能?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)控車床數(shù)控車刀 刀具半徑補償引言伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜。特別是航空航天、軍工等行業(yè)的需要，促進了數(shù)控行業(yè)的飛速發(fā)展。而且大量的軸類、盤類及套類零件的生產(chǎn)，需要 到數(shù)控車床去完成。因此在生產(chǎn)加工當中，刀尖的半徑補償問題就必定成為我們必定需 要考慮的問題。1、數(shù)控車床相對于普通車床而言，最大的優(yōu)勢及有了準確的輪廓控制功能，即曲 線加工。在其加工程序中必須添加刀具半徑補償。2

3、、在刀具半徑補償過程當中經(jīng)常會出現(xiàn)一些意想不到問題，作為一名不甘落后的 宵年機械人員，總有一些不得不說的話。在畢業(yè)論文寫作的過程當中受到培訓(xùn)教師李老師的耐心指導(dǎo)在此表示衷心感謝！由于本人水平有限，時間倉促，因此在論文寫作的過程當中，難免有錯誤存在，敬 請各位專家批評指教。一.刀具半徑補償1何為存在刀尖半徑補償數(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。(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。(2

4、) 刀具圓弧半徑補償在數(shù)控車削加工中，為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度，車刀刀尖被磨成刀尖R假想刀尖位置X軸方向 刀尖位置Z軸方向 刀尖位置半徑不大的圓弧(刀尖 AB圓弧)，如圖1所示。寸后此程行部償算K-然按編>>補計但為了對刀方便，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 或過切現(xiàn)象現(xiàn)象。如圖2所示：當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i圖2其偏移量即刀尖半徑補償。從圖1中可知:在實際生產(chǎn)中，理想刀尖 p實際是由z向刀尖位置和X軸向刀尖位置相交形成的理想點，而實際是一圓弧點。常用刀具中多為0

5、.2mm> 0.4 mm> 0.6 mm> 0.8 mm> 1.0 urn等多種。在生產(chǎn)中，如果均需人為計算將添加了大 量的計算準備時間，為減少工人的計算量，在經(jīng)濟型數(shù)控車床或更高級的數(shù)控系統(tǒng)中， 添加了自動刀具半徑補償功能。指令如下：G40:取消刀尖半徑補償G41;刀具半徑左補償G42刀具半徑右補償2刀尖半徑補償調(diào)用原則(1) 站在刀具路徑上，沿切削方向從垂直丁基面的第三軸正方向向負方看去，刀具在工件的右側(cè)用G42刀具在工件的左側(cè)用G41(2) G41 G42指令應(yīng)和G01、G00一起調(diào)用，并在切削玩輪廓后用 G40指令取消刀 尖半徑補償。(3) 在有錐面或圓弧加工時

6、，必須在精車錐面或圓弧前一程序段或之前添加刀具 半徑補償。(4) 必須在刀具補償界面對應(yīng)位置準確填入刀尖半徑值，作為CNCg置自動計算 移動補償量的依據(jù)。(5) 必須在刀具補償界面對應(yīng)位置準確填入假想刀尖的補償號，作為刀具半徑準確方位補正的依據(jù)。其對應(yīng)的位置關(guān)系有 10種，其方位如下：其中圖3為前置刀架、留為礦胃力架圖4后黃刀架圖4為后置刀架，9號刀位和0刀位為刀 尖點和圓弧圓心位置重合。(6)指令刀尖半徑補償G41、G42后, 刀具路徑必須單方向遞增或遞減，及指令 了刀具路徑為Z軸負方向就不可向Z軸正 方向走刀。如必須正向走刀，必須提前取消刀尖半徑補償(7)建立刀尖補償后，需注意在Z向移動量

7、必須大丁刀尖半徑，在X軸方向的移動量必須大丁二倍刀尖半徑(X值為直徑值)3如何避免在刀尖半徑校正中產(chǎn)生過切問題在大多數(shù)情況下調(diào)用刀尖半徑補償不會出現(xiàn)問題， 但一旦出現(xiàn)圓弧半徑或倒角邊邊 長的二倍小丁刀尖圓角半徑時，在生產(chǎn)加工當中就會出現(xiàn)過切現(xiàn)象。 對丁這種問題，我 們的解決方案有二：、(1) 更換圓弧半徑較小的車刀并修改刀具表中半徑補償值。(2) 檢查程序，檢驗G41或G42添加位置和在X軸方向的移動量?？词欠裥《《?倍刀尖半徑值，若是，修改X方向起點。對丁非圓曲線加工，我們多采用宏程序控制，為了提高表面的形狀精度和粗糙度。一般情況下采用了較小的步距，而此時刀尖半徑補償就存在無法再置入問題。對

8、此只能使用半徑很小的刀具或直接使用尖刀進行加工。(3) 對丁不方便或不值得的使用G41G42,需要通過計算的方法來完成刀尖半徑補 償。錐面編程，如圖5所示。假象刀尖P沿AB移動，即P1、P2與AB重合然而按AB 編程必然產(chǎn)生如圖（a）所示ABCEH的殘留誤差因此應(yīng)按圖（b）所示是刀尖切削點移至AB,并沿AB移動。即假想刀尖點移至 P3、P4點。同時在X、Z方向差 值 X、 Z圖稱）(1-cos圖利浦7M2 )其中r為刀尖半徑。也可在Z向直接均偏移一Z編寫。假象刀尖圓弧編程：。車削半徑為R的圓弧,由丁刀尖半徑r的存在，假象刀尖和實際刀尖差值一個r,凸弧半徑時竟變成R+r,同理凹弧半徑實為R-r。

9、故需注意。多段圓弧相連時，每個圓弧半徑都需加或減去一個刀尖半徑r。二.參考例題由圖示可知，該工件不僅僅有凹弧還有凸弧，故有必要采用G73粗車循環(huán)對本工件 進行粗加工。對表面粗糙度要求很高，在精加工應(yīng)盡量提高切削速度和降低進給。單邊最大切削深度為5 cm不可留軸向偏移量。LsrqeWW 寸&8-SP&（選定轉(zhuǎn)速，通過對刀，建立工件坐標系）（選定粗加工循環(huán)起點）（單邊最大切削深度為5 cm不留軸向偏移量）（粗加工進給150 nrn每分鐘）（建立刀尖半徑右補償）O0001;G98M03S500T0101;G00 X54.0 Z2.0;G73U5.0 R4;G73 P10 Q20 U0

10、.5 W0 F150;N10 G00 X40.0;G42 G01 Z0;X50.0 Z-15.0;Z-20.0;G02 X40.0 Z-30.0 R20.0;G03 X40.0 Z-45.0 R10.0;G01 X50.0;Z-69.66;N20 G40 X52.0;G0X100.0Z100.0;M05;M00;M03 S1200 T0101;(G00 X54.0 Z2.0;G70 P10 Q20 F80;G00 X100.0 Z100.0;M05;M30;（精加工結(jié)束，并取消刀尖半徑補償）提高轉(zhuǎn)速修正刀具位置精度補償）（精車循環(huán)）（主軸停）（程序結(jié)束）三.總結(jié)1在數(shù)控加工中，由于刀尖有圓弧，工件輪廓是刀具運動包絡(luò)形成，因此刀位點的運 動軌跡與工件的輪廓是不重合的。 所以在實際生產(chǎn)加工當中，只要有錐面，圓弧面的加 工不添加刀具半徑補償，就無法加工出尺寸和形狀合格的工件。2在全功能數(shù)控系統(tǒng)中，可應(yīng)用其刀具補償指令，按工件輪廓尺寸，很方便地進行 編程加工。在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中，可以根據(jù)工件輪廓尺寸、刀具等計算出刀位點的運動 軌跡編程，也可按局部補償?shù)姆椒▉斫鉀Q數(shù)控機床在實際加工過程中是通過控制刀具中 心軌跡來實現(xiàn)切削加工任務(wù)的。在編程過程中，為了避免復(fù)雜的數(shù)值計算，一般按零件 的實際輪廓來編寫數(shù)控程序，但刀具具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸