數(shù)控車(chē)床刀尖圓弧半徑補(bǔ)償

1、數(shù)控車(chē)床刀尖圓弧半徑補(bǔ)償真實(shí)的刀具刃是由圓弧構(gòu)成的（刀尖半徑）就像右圖所示，在圓弧插補(bǔ)和攻螺紋的情況下刀尖半徑會(huì) 帶來(lái)誤差。偏置功能命令切削位置刀具路徑G40取消刀具按程序路徑的移動(dòng) G41右側(cè)刀具從程序路徑左側(cè)移動(dòng)G42左側(cè)刀具從程序路徑右側(cè)移動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑瓌t取決于刀尖圓弧中心的動(dòng)向，它總是與切削表面法向里 的半徑矢量不重合。因此， 1.格式 G41 X_ Z_; G42 X_ Z_;在刀具刃國(guó)三尖利時(shí),切削進(jìn)程按照程序指定的形狀執(zhí)行不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。不過(guò)，真實(shí)的刀具刃是由圓弧構(gòu)成的（刀尖半徑）就像右圖所示，在圓弧插補(bǔ)和攻 螺紋的情況下刀尖半徑會(huì)帶來(lái)誤差。2.偏置功能命令切削位置刀具路徑G40取消刀

2、具按程序路徑的移動(dòng)G41右側(cè)刀具從程序路徑左側(cè)移動(dòng)G42左側(cè)刀具從程序路徑右側(cè)移動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑瓌t取決于刀尖圓弧中心的動(dòng)向，它總是與切削表面法向里的半徑矢量不重合。因此，補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)是刀尖中心。通常，刀具I'-度和刀尖半徑的補(bǔ)償是按一個(gè)假想的刀刃為基準(zhǔn)，因此為測(cè)量帶來(lái)一些困難。個(gè)原則用于刀具補(bǔ)償，應(yīng)當(dāng)分別以基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)測(cè)量刀具長(zhǎng)度刀尖半徑i- i r i 1R，以及用于假想刀尖半徑補(bǔ)償所需的刀尖形式數(shù)（0-9）。洋3這些內(nèi)容應(yīng)當(dāng)事前輸入刀具偏置文件。論這個(gè)命令是不是帶圓弧插補(bǔ)，“刀尖半徑偏置” 應(yīng)當(dāng)用 G00或者G01功能來(lái)下達(dá)命令或取消。不 刀不會(huì)正確移動(dòng)，導(dǎo)致它逐漸偏離所執(zhí)行的路徑。因此，刀

3、尖半徑偏置的命令應(yīng)當(dāng)在切削進(jìn)程啟動(dòng)之前完成；并且能夠防止從工件外部起刀帶來(lái)的過(guò)切現(xiàn)象。反之，要在切削進(jìn)程之后用移動(dòng)命令來(lái)執(zhí)行偏置的取消過(guò)。刀尖半徑補(bǔ)償編程原則一、將刀具的刀尖圓角半徑值及刀具的指向編碼數(shù)存入刀具偏置文檔的相應(yīng)偏置序號(hào)處，偏置序號(hào)必須先于刀尖半徑補(bǔ)償激活。二、 為了激活刀尖半徑補(bǔ)償，再一個(gè)或兩個(gè)坐標(biāo)軸都處于非切削狀態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)段中編入 G41或G42至少其中一個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)編程量大于或等于刀尖圓角半徑值。三，進(jìn)入和退岀工件切削時(shí)必須垂直于工件表面。四，刀尖半徑補(bǔ)償在下列的工作模式中不起作用：G32 G34 G71、G72、G73 G74 G75 G76 G92G90 G94指令激

4、活。五，若在G90 G94固定循環(huán)中使用刀尖半徑補(bǔ)償，刀尖半徑補(bǔ)償必須先于六，若在G70精加工循環(huán)中使用刀尖半徑補(bǔ)償、刀尖半徑補(bǔ)償必須先于G70指令的執(zhí)行、再定位到起始點(diǎn)處先激活。七、在刀具坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)離開(kāi)工件時(shí)，刀尖參 考點(diǎn)離開(kāi)工件至少三倍于刀尖圓角直徑值。的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制數(shù)控車(chē)削加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償有關(guān)問(wèn)題摘要：車(chē)刀刀尖半徑補(bǔ)償數(shù)控車(chē)削加工中的常見(jiàn)問(wèn)題，本文就刀尖半徑的影響進(jìn)行分析，根據(jù)不同功能的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償方法等進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工刀尖半徑補(bǔ)償 編程一、引言編制數(shù)控車(chē)床加工程序時(shí)，理論上

5、是將車(chē)刀刀尖看成一個(gè)點(diǎn)，如圖1a所示的P點(diǎn)就是理論刀尖。但為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓?。ㄒ话銏A弧半徑R是0.4 1.6之間），如圖1b所示X向和Z向的交點(diǎn)P稱(chēng)為假想刀尖，該點(diǎn)是編程時(shí)確定加工軌跡的點(diǎn)，數(shù) 控系統(tǒng)控制該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。然而實(shí)際切削時(shí)起作用的切削刃是圓弧的切點(diǎn)A、B,它們是實(shí)際切削加工時(shí)形成工件表面的點(diǎn)。很顯然假想刀尖點(diǎn)P與實(shí)際切削點(diǎn)A、B是不同點(diǎn)，所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對(duì)刀尖圓角半徑進(jìn)行補(bǔ)償，僅按照工件輪廓進(jìn)行編制的程序來(lái)加工，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生加工誤差。（a） （b）圖1圓頭刀假想刀尖二、假想刀尖的軌跡分析與偏置值計(jì)算用圓頭車(chē)刀

6、進(jìn)行車(chē)削加工時(shí)，實(shí)際切削點(diǎn)A和B分別決定了 X向和Z向的加工尺寸。如圖2所示，車(chē)削圓柱面或端面（它們的母線與坐標(biāo)軸Z或X平行）時(shí)，P點(diǎn)的軌跡與工件輪廓線重合；車(chē)削錐面或圓弧面（它們的母線與坐標(biāo)軸 Z或X不平行）時(shí)，P點(diǎn)的軌跡與工件輪廓線不重合，因此下面就車(chē)削錐面和圓弧面進(jìn) 行討論：差加輛無(wú)刀尖圓角補(bǔ) 償時(shí)的軌跡圖2刀尖圓弧半徑的影響1、加工圓錐面的誤差分析與偏置值計(jì)算如圖3a所示，假想刀尖P點(diǎn)沿工件輪廓CD移動(dòng)，如果按照輪廓線 CD編程，用圓角車(chē)刀進(jìn)行實(shí)際切削，必 然產(chǎn)生CDD1C的殘留誤差。因此，實(shí)際加工時(shí)，圓頭車(chē)刀的實(shí)際切削點(diǎn)要移至輪廓線CD沿CD移動(dòng)，如圖3b所示,T -T樣才能消除殘留

7、高度。這時(shí)假想刀尖的軌跡C2D2與輪廓線 CD在 X向相差 X，Z向的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制相差乙設(shè)刀具的半徑為r，可以求出:XLZ其際切削軌跡假想刀（工件朋）假想刀實(shí)P示切削軌跡（工件暢）的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)數(shù)進(jìn)行程序編制(a)圖3圓頭車(chē)刀加工圓錐面2、加工圓弧面的誤差分析與偏置值計(jì)算圓頭車(chē)刀加工圓弧面和加工圓錐面基本相似。如圖4是加工1/4凸凹圓弧，CD為工件輪廓線，0點(diǎn)為圓心,半徑為R刀具與圓弧輪廓起點(diǎn)、終點(diǎn)的切削點(diǎn)分別為C和D,對(duì)應(yīng)假想刀尖為 C

8、1和D1。對(duì)圖4a所示凸圓弧加工情況，圓弧 C1D1為假想刀尖軌跡，01點(diǎn)為圓心，半徑為（R+r）;對(duì)圖4b所示凹圓弧加工情況， 圓弧C2D2為假想刀尖軌跡，其圓心是 02點(diǎn)，半徑為（R-r）。如果按假想刀尖軌跡編程，則要以圖中所示(包)(b)圖4圓頭車(chē)刀加工90°凸凹圓弧三、刀尖圓角半徑補(bǔ)償方法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具圓角半徑補(bǔ)償器，具有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能（即G41左補(bǔ)償和G42右補(bǔ)償功能），對(duì)于這類(lèi)數(shù)控車(chē)床，編程員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進(jìn)行編程，編程時(shí)可假設(shè)刀具圓角半徑為零， 在數(shù)控加工前必須在數(shù)控機(jī)床上的相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)輸入刀具圓弧半徑值，加工過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工 程序和刀

9、具圓弧半徑自動(dòng)計(jì)算假想刀尖軌跡，進(jìn)行刀具圓角半徑補(bǔ)償，完成零件的加工。刀具半徑變化時(shí)， 不需修改加工程序，只需修改相應(yīng)刀號(hào)補(bǔ)償號(hào)刀具圓弧半徑值即可。需要注意的是：有些具有G41、G42功能的數(shù)控系統(tǒng)，除了輸入刀頭圓角半徑外，還應(yīng)輸入假想刀尖相對(duì)于圓頭刀中心的位置，這是由于內(nèi)、夕卜 圓車(chē)刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。JZ.當(dāng)數(shù)控車(chē)床的數(shù)控系統(tǒng)具有刀具度補(bǔ)償器時(shí)，直接根據(jù)零件輪廓形狀進(jìn)行編程，加工前在機(jī)床的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償器輸入上述的 X和Z的值，在加工時(shí)調(diào)用相應(yīng)刀具的補(bǔ)償號(hào)即可。對(duì)于有些不具備補(bǔ)償功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的車(chē)床可直接按照假想刀尖的軌跡進(jìn)行編程，即在編程時(shí)給岀假 想刀尖的軌跡，如圖3b和圖4

10、所示的虛線軌跡進(jìn)行編程。如果采用手工編程計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，通常可利用計(jì)算 機(jī) 繪 圖 軟 件 （女口 url=、CAXAurl=電子/url 圖版等）先畫(huà)出工件輪廓， 再根據(jù)刀尖圓角半徑大小繪制相應(yīng)假想刀尖軌跡，通過(guò)軟件查岀有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行編程；對(duì)于較復(fù)雜的工件也可以利用計(jì)算 機(jī)輔助編程（CAM，如用CAXA數(shù)控車(chē)軟件進(jìn)行編程時(shí)，刀尖半徑補(bǔ)償有兩種方式：編程時(shí)考慮半徑補(bǔ)償 和由機(jī)床進(jìn)行半徑補(bǔ)償，對(duì)于有些不具備補(bǔ)償功能數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該采用編程時(shí)考慮半徑補(bǔ)償，根據(jù)給岀的刀 尖半徑和零件輪廓會(huì)自動(dòng)計(jì)算岀假想刀尖軌跡，通過(guò)軟件后置處理生成假想刀尖軌跡的加工程序。對(duì)于這 類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、或更換新刀具而使刀尖半徑變化時(shí)，需要重新計(jì)算假想刀尖軌跡，并修改 加工程序，既復(fù)雜煩瑣，又不易保證加工精度。