數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償原理及實(shí)例

發(fā)布日期：2011-05-21 蘭生客服中心瀏覽：4517

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1　刀具位置補(bǔ)償

在實(shí)際加工工件時(shí)，使用一把刀具一般不能滿足工件的加工要求，通常要使用多把刀具進(jìn)行加工。作為基準(zhǔn)刀的1號(hào)刀刀尖點(diǎn)的進(jìn)給軌跡如圖5.1所示(圖中各刀具無刀位偏差)。其它刀具的刀尖點(diǎn)相對于基準(zhǔn)刀刀尖的偏移量（即刀位偏差）如圖5.2所示(圖中各刀具有刀位偏差)。在程序里使用M06指令使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換刀，T指令則使非基準(zhǔn)刀刀尖點(diǎn)從偏離位置移動(dòng)到基準(zhǔn)刀的刀尖點(diǎn)位置（A點(diǎn)）然后再按編程軌跡進(jìn)給，如圖5.2的實(shí)線所示。

刀具在加工過程中出現(xiàn)的磨損也要進(jìn)行位置補(bǔ)償。

圖5.1 基準(zhǔn)刀圖5.2 刀具位置補(bǔ)償

2　刀尖半徑補(bǔ)償

刀尖半徑補(bǔ)償?shù)哪康木褪菫榱私鉀Q刀尖圓弧可能引起的加工誤差。

圖5.3 刀尖圓弧半徑和理想刀尖點(diǎn)

在車端面時(shí)，刀尖圓弧的實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的Z坐標(biāo)值相同；車外圓柱表面和內(nèi)圓柱孔時(shí)，實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的X坐標(biāo)值相同。因此，車端面和內(nèi)外圓柱表面時(shí)不需要對刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償。

當(dāng)加工軌跡與機(jī)床軸線不平行（斜線或圓弧時(shí)），則實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)之間在X、Z軸方向都存在位置偏差，如圖5.4所示。以理想刀尖點(diǎn)P編程的進(jìn)給軌跡為圖中輪廓線，圓弧刀尖的實(shí)際切削軌跡為圖中斜線所示，會(huì)出現(xiàn)少切或過切現(xiàn)象，造成了加工誤差。刀尖圓弧半徑R越大，加工誤差越大。

圖5.4 刀尖圓弧半徑對加工精度的影響

常見的刀尖圓弧半徑為0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.2mm。

為使系統(tǒng)能正確計(jì)算出刀具中心的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，除要給出刀尖圓弧半徑R以外，還要給出刀具的理想刀尖位置號(hào)T。各種刀具的理想刀尖位置號(hào)如圖5.5所示。

圖5.5 理想刀尖位置號(hào)

3 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)

刀尖圓弧半徑補(bǔ)償及其補(bǔ)償方向是由G40、G41、G42指令實(shí)現(xiàn)的。

刀尖半徑補(bǔ)償指令的程序段格式為：

G40(G41/G42) G01(G00) X Z F

G40：取削刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，也可用T××00取消刀補(bǔ)；

G41：刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償（左刀補(bǔ)）。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件左側(cè)，如圖5.6（a）。

G42：刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償（右刀補(bǔ)）。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件右側(cè)，如圖5.6（b）。

X、Z為建立或取削刀具圓弧半徑補(bǔ)償程序段中，刀具移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)。

（a）（b）

圖5.6 刀具半徑補(bǔ)償

G40、G41、G42指令不能與G02、G03、G71、G72、G73、G76指令出現(xiàn)在同一程序段。G01程序段有倒角控制功能時(shí)也不能進(jìn)行刀具補(bǔ)償。在調(diào)用新刀具前，必須用G40取消刀補(bǔ)。

G40、G41、G42指令為模態(tài)指令，G40為缺省值。要改變刀尖半徑補(bǔ)償方向，必須先用G40指令解除原來的左刀補(bǔ)或右刀補(bǔ)狀態(tài)。再用G41或G42指令重新設(shè)定，否則補(bǔ)償會(huì)不正常。

當(dāng)?shù)毒吣p、重新刃磨或更換新刀具后，刀尖半徑發(fā)生變化，這時(shí)只需在刀具偏置輸入界面中改變刀具參數(shù)的R值，而不需修改已編好的加工程序。利用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，還可以用同一把刀尖半徑為R的刀具按相同的編程軌跡分別進(jìn)行粗、精加工。設(shè)精加工余量為△，則粗加工的刀具半徑補(bǔ)償量為R＋△，精加工的補(bǔ)償量為R。

例如車削圖5.7所示工件。毛坯為鍛件，用一把90°偏刀分粗、精車兩次進(jìn)給，已知刀尖圓弧半徑R＝0.2mm，精車余量△＝0.3mm。