加工中心技師論文.

1、加工中心操作工論文（國家職業(yè)資格二級）論文題目：淺談數(shù)控銃削中刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用姓 名：身份證號：準(zhǔn)考證號：工作單位：數(shù)控銃削中刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用摘要刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控機(jī)床加工編程中應(yīng)用非常廣泛，在零件加工的程序編程 時能夠合理的應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償，是簡化被加工零件程序的重要方法。特別是對 二維圖形編程時，不需要考慮加工時刀具實際直徑的大小及零件的實際輪廓軌跡 進(jìn)行編程。在程序中使用刀具半徑補(bǔ)償功能，當(dāng)在加工過程中刀具出現(xiàn)磨損，實 際刀具尺寸與編程時規(guī)定的刀具尺寸不一致時，可以通過更改刀具半徑補(bǔ)償值使 機(jī)床加工出符合技術(shù)要求的零件，同時還可以在同一加工程序中實現(xiàn)零件的粗加 工、半精加工、精加工，

2、簡化了程序，節(jié)省加工前的準(zhǔn)備工作，提高了生產(chǎn)效率， 降低了技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度。本文就數(shù)控銃床（華中世紀(jì)星系統(tǒng)）加工中如何運(yùn) 用刀具半徑補(bǔ)償做一些探討。關(guān)鍵詞I數(shù)控機(jī)床刀具半徑補(bǔ)償編程刖百現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)將機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，使傳統(tǒng)的機(jī)械制造方法和生產(chǎn)工藝發(fā)生了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用， 社會生產(chǎn)中對機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、 精度、性 能等要求不斷提高。因此，能夠正確、靈活的運(yùn)用每一項指令，對零件的加工生 產(chǎn)至關(guān)重要。一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍钤跀?shù)控銃床上，由于程序所控制的刀具刀位點(diǎn)的軌跡和實際刀具切削刃口切 削出的形狀并不重合，它們在尺

3、寸大小上存在一個刀具半徑和刀具長短的差別， 為此就需要根據(jù)實際加工的形狀尺寸算出刀具刀位點(diǎn)的軌跡坐標(biāo)，據(jù)此來控制加工。按刀具半徑補(bǔ)償偏置位置可分為兩類：1、刀具半徑左補(bǔ)償 G41,即刀具沿 工件左側(cè)運(yùn)動方向時的半徑補(bǔ)償；2、刀具半徑右補(bǔ)償 G42即刀具沿工件右側(cè) 運(yùn)動時的半徑補(bǔ)償。G40為刀具半徑補(bǔ)償取消，使用該指令后， G41、G42指令 無效，G40必須和G41或G42成對使用。選擇刀具半徑補(bǔ)償類型，應(yīng)依據(jù)加工工 件的形狀、位置以及刀具切削方向等要素來確定。二、刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控加工中的應(yīng)用：1、圓孔的加工如圖1所示工藝及編程分析：(1)、刀具的選擇：對于此類的零件，可選用硬質(zhì)合金立銃刀，

4、刀具的直徑根據(jù)以下方法選擇:D/3 V d < D/2。其中孔徑為4D、刀具直徑為i>d此類零件如果刀具選擇直徑太小，那么工件殘料不易銃削，費(fèi)時；刀具直徑 選擇太大，可能無法建立刀補(bǔ)或產(chǎn)生過切等現(xiàn)象。計算后發(fā)現(xiàn)刀具直徑可以在 小12和小14中選擇，根據(jù)去除殘料及刀補(bǔ)建立 的可能性，最終確定選 小14的三刃立銃刀。(2)、加工工藝選擇：對于現(xiàn)代數(shù)控銃床在傳動方面具有傳動效率高，磨損小，運(yùn)動平衡，無爬行現(xiàn)象、轉(zhuǎn)動精度高等優(yōu)點(diǎn)，不存在反向竄刀的現(xiàn)象。從提 高刀具的使用壽命和表面精度的角度考慮，采用順銃。按傳統(tǒng)的加工工藝，加工內(nèi)腔零件需先鉆工藝孔、再鉆孔，這樣鉆孔、換刀、對刀、編程等會浪費(fèi)

5、相應(yīng)的 時間。對于此類零件我們可以采用分層銃削、降低吃刀量、提高銃削速率來完成， 即每次下刀深度0.5mm提高主軸轉(zhuǎn)速及走刀速度(此時的切削要素主要由刀具 性能決定)，這樣可以適當(dāng)?shù)臏p少對刀具的磨損，也可以減少在加工過程中產(chǎn)生 的振動，同時可以有效的節(jié)省的加工時間及省去了大部分的輔助工作時間。(3)、編程路徑的確定：如圖2所示(b)圖2根據(jù)圖形輪廓采用圓弧過度切向切入切出， 圓弧的半徑r必須大于刀具半徑 且小于圓孔的半徑，否則會程序報警或者產(chǎn)生過切現(xiàn)象。因此選擇r=8mm,刀具的中心軌跡如圖2 (b)所示。(4)、粗精加工的程序處理：根據(jù)圖2 (a)所示的刀具軌跡編程，利用子程 序里、每次慢下

6、刀深度0.5mm子程序調(diào)用24次、刀補(bǔ)值為7,即可完成粗加工； 精加工時只需將程序段 N5中“L24”刪掉，N10中改為“Z-12”，調(diào)用一次子程 序、一次下刀到孔底，選擇合理的 S、F值及將刀補(bǔ)值設(shè)定為理論值，即可完成 精加工。(5)、參考加工程序:粗加工程序：%0001程序名N1G54 G90 G40 G17 G94建立工件坐標(biāo)系，程序初始化N2M03 S2000主軸止轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000r/minN3G00 X0 Y0 Z10 M07快速定位，切削液開N4G01 Z0 F100刀具下到加工起點(diǎn)N5M98 P0002 L24調(diào)用子程序24次N6G01 Z10 F300加工完成抬刀N7G00 Z

7、100 M09抬刀至安全跑離，切削液關(guān)N8M30程序結(jié)束并復(fù)位N9%0002子程序名N10G91 G01 Z-0.5 F50增量切削卜力0.5mmN11G90G01G41X8 Y-8 D01 F500絕對編程，建立左刀補(bǔ)(刀補(bǔ)值 7mmN12G03 X16 Y0 R8圓弧過度切向切入N13I-16 J0銃削整圓R16mmN14X8 Y8 R8圓弧過度切向切出N15G01 G40 X0 Y0取消刀補(bǔ)，回到卜刀起點(diǎn)N16M99子程序完通過上述例子可以看出巧妙的應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償、 選擇合理的刀具及走刀路 徑，就能快速、高效地加工出類似的孔類零件。2、內(nèi)外壁的加工(1)、圖形分析及刀具選擇：如圖 3所

8、示，要在一個平面上銃出一條封閉 的溝槽，槽寬15±0.02mm槽深5mm表面粗糙度為1.6。通過零件圖，根據(jù)刀具直徑的選擇方法確定刀具直徑為小12。通過圖形可知內(nèi)溝槽中各圓弧圓心重合，且內(nèi)外輪廓存在對稱等比關(guān)系。因此我們可以利用一個程序，通過更改刀具半徑補(bǔ)償值的方法完成溝槽的加工，而不需要把內(nèi)外壁輪廓上各點(diǎn)坐標(biāo)計算出來，再分別編寫加工內(nèi)壁程序和外壁程序，然后分別加工。根據(jù)尺寸標(biāo)注計算得出圖 4中所示內(nèi)壁上各坐標(biāo)點(diǎn)為： A (-40,10 )、B (-24,18 )、C (24,18)、D (40,10)、E (40,-10)、F (24,-18)、G (-24 , -18)、 H (

9、-40,-10),確定O點(diǎn)為下刀點(diǎn)。圖4(2)、確定加工工藝：當(dāng)加工內(nèi)壁時，把刀補(bǔ)值設(shè)為刀具的實際半徑，此時 走刀路線就如圖5 (a)所示；加工外壁時，刀補(bǔ)值設(shè)為槽寬與刀具半徑的差值, 此時走刀路線就如圖5 (b)所示。需要注意的是粗加工內(nèi)外壁時要預(yù)留有精加 工余量，而且內(nèi)壁是在補(bǔ)償值上加上余量，外壁是在補(bǔ)償值上減去余量。(3)、參考加工程序:粗加工程序：%0003程序名N1G54 G90 G40 G17 G94建立工件坐標(biāo)系，程序初始化N2M03 S3000主軸止轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速3000r/minN3G00 X-47.5 Y0 Z10 M07快速定位，切削液開N4G01 Z0 F100刀具下到切削起

10、點(diǎn)N5M98 P0004 L10調(diào)用子程序10次N6G01 Z10 F300加工完成抬刀N7G00 X0 Y0 Z100 M09抬刀至安全跑離，切削液關(guān)N8M30程序結(jié)束并復(fù)位N9%0004子程序名N10G91 G01 Z-0.5 F50增量切削卜力0.5mmN11G90 G01 G41 X-40 Y10 D01 F500絕對編程，建立左刀補(bǔ)N12G02 X-24 Y18 R10A一 B圓弧進(jìn)給N13G03 X24 R40B- C圓弧進(jìn)給N14G02 X40 Y10 R10C- D圓弧進(jìn)給N15G01 Y-10A E直線進(jìn)給N16G02 X24 Y-18 R10E- F圓弧進(jìn)給N17G03 X

11、-24 R40F-G圓弧進(jìn)給N18G02 X-40 Y-10 R10Gf H圓弧進(jìn)給N19G01 Y10H- A直線進(jìn)給N20G01 G40 X-47.5 Y0取消刀補(bǔ)，回到卜刀起點(diǎn)N21M99子程序完類似這種內(nèi)外壁、薄壁、陰陽模等零件加工，都是根據(jù)尺寸標(biāo)注，只需計算 出一條輪廓上的節(jié)點(diǎn)，巧妙的利用刀具半徑補(bǔ)償及切削參數(shù)來完成工件的加工。3、輪廓倒圓角的加工如圖6所示，兩圓兩邊用直線相切連接形成一個封閉輪廓，要在此輪廓周邊 倒半徑為6mm勺圓角。(1)、圖形工藝分析：在數(shù)控加工中，對于簡單的曲面輪廓編程時可以選用 合理的手工編程或自編程，雖然自動編程越來越有代替手工編程的趨勢， 但手工 編程仍

12、然是基礎(chǔ)，因其前期準(zhǔn)備時間短，不受硬件條件的限制，可讀性強(qiáng)，易于 檢查，調(diào)整方便而仍被廣泛采用。根據(jù)圖形計算得出圖7各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為：A(-30,0)、B (6,29.4)、C (54,9.6)、D (54, -9.6。E (6, -29.4)。(2)、工藝確定：宏程序是在程序中使用變量，通過對變量進(jìn)行賦值及處理 達(dá)到程序功能。在輪廓的倒角加工中，通常采用“等高加工”方法來實現(xiàn)，輪廓 倒圓角加工則選擇旋轉(zhuǎn)角作為控制變量。如圖8分析知道，周邊圓角屬于曲面加工，選擇球頭銃刀要比平底立銃刀 好的多，我們選擇小8硬質(zhì)合金球頭銃刀。這里為減少刀具磨損采用由低往高的 銃削方向，即在Z方向上的變量是由A點(diǎn)向上銃

13、削到B點(diǎn)(深度由-6到4), Z 方向變量值取正直，按照 A到B的圖形輪廓可知，此時的刀位點(diǎn)向輪廓里面偏 置了一個圓角半徑量，即0°到90。的圓弧，刀位點(diǎn)在任意一點(diǎn)上對應(yīng)的角度為 #1,那么，對應(yīng)的# 1角度下的當(dāng)前Z軸高度# 2和當(dāng)前刀補(bǔ)值# 3就可以通過 三角函數(shù)關(guān)系計算出來。(3)、參考加工程序:加工程序：%0001程序名N1G54 G90 G40 G17 G94建立工件坐標(biāo)系，程序初始化N2M03 S3000主軸止轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速3000r/minN3G00 X-35 Y-20 Z10 M07快速定位，切削液開N4G01 Z-6 F100定位到切削起點(diǎn)N5#1=0設(shè)置初始角度N6#4

14、=90X PI/180設(shè)置終止角度N7#5=2X PI/180設(shè)置每層步距角度N8WHILE #1 LE #4循環(huán)判別N9#2=10X SIN#1-6計算Z軸當(dāng)前高度N10#3=10X COS#1-6計算當(dāng)前刀具半徑補(bǔ)償值N11G01 Z#2 F300Z軸抬刀N12G01 G41 X-30 Y0 D#3 F1000加入刀補(bǔ)O-A直線進(jìn)給N13G02 X6 Y29.4 R30A一 B圓弧進(jìn)給N14G01 X54 Y9.6B- C直線進(jìn)給N15G02 Y-9.6 R20C- D圓弧進(jìn)給N16G01 X6 Y-29.4A E直線進(jìn)給N17G02 X-30 Y0 R30E一 A圓弧進(jìn)給N18G01 G40 X-35 Y-20A- O返回起點(diǎn)并取消刀補(bǔ)N19#1=#1+#5當(dāng)前角度位置增量步進(jìn)N20ENDW返回循環(huán)，繼續(xù)判別N21G01 Z10 F300循環(huán)完畢，Z軸抬刀N22G00 X0 Y0 Z100 M09抬刀到安全跑離，切削液關(guān)N23M30程序完結(jié)束并復(fù)位其實不單單只是此例，任意圖形周邊倒圓角、倒方角、倒任意斜角、銃曲面 等等，