刀具半径补偿在数控车床上的应用

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1、刀具半径补偿在数控车床上的应用　　刀具半径补偿功能是数控车床上重要的组成部份，合理使用刀具半径补偿功能在数控加工中有着非常重要的作用。运用刀具补偿功能来编程可以达到简化编程的目的，可以让编程者从烦琐的计算中解脱出来。能确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。　　一、刀具半径补偿　　1.刀尖点的确定　　刀尖的基本形式与应用　　为什么要使用刀具半径补偿？这是因为假想刀尖与刀尖圆弧半径不重合所引起的。在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成一个点，该点即为假想刀尖点。在对刀和编程时我们都是以假想刀尖点进行对刀和编程。但在实际加工中的刀具，由

2、于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧组成。也就引起了假想刀尖与刀尖圆弧半径不重合。（如：图1所示）切削加工对刀时是以刀尖点A来切削端面，以刀尖点B来车削外圆面形成的一个假想刀尖点O，如果没有刀尖圆弧半径补偿，在车削锥面或圆弧时，就会产生欠切或过切现象。　　2.过切和欠切现象分析4　　采用圆弧刃车刀在不使用刀尖圆弧半径补偿功能的情况下，加工工件会出现如图二所示的几种误差情况。加工圆锥面时，对圆锥锥度不会产生影响，但对锥度起点和终点长度会产生影响。加工圆弧时，会对圆弧的圆度及圆弧半径产生影响。　　3.半径补偿应用　　（1

3、）从图1可知：在实际加工中，理想刀尖O实际是由Z轴方向刀尖和X轴方向刀尖位置相交形成的理想点，而实际是一个圆弧段组成。在生产中，编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切和少切的现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。所以为了减少工人的计算量，在数控车床系统中添加了自己动刀具半径补偿功能。指令如下：　　G40：取消刀尖半径补偿　　G41：刀具半径左补偿　　G42：刀具半径右补偿　　在判别刀尖圆弧补偿方向时，站在刀具路径上，沿切削方向从Y轴正向负观察刀具所处的位置，在工件的左侧用G41在工件的右侧用G42指令

4、。　　（2）使用刀尖半径补偿指令时应注意下列几点：　　①刀尖半径补偿只能在G00或G01的运动中建立或取消。即G41、G42和G40指令只能和G00或G01指令一起使用，且当轮廓切削完成后要用指令G40取消补偿。另外，刀具建立与取消轨迹的长度距离还必须大于刀尖半径补偿值，否则，系统会产生刀具补偿无法建立的情况。　　②工件有锥度或圆弧时，必须在精车锥度或圆弧前一程序段建立半径补偿，一般在切入工件时的程序段建立半径补偿。　　③4建立刀尖半径补偿后，在Z轴的移动量必须大于其刀尖半径值；在X轴的移动量必须大于2倍刀尖半径值，这是因为X轴用直径值

5、表示的缘故。　　④G41或G42必须与G40指令成对使用。　　（3）刀尖方位的设置。车刀形状很多，使用时安装位置也各不相同，，因此要正确建立假想刀尖的刀尖方向（即对刀点是刀具的哪个位置）。是由刀具的移动方向来确定假想刀尖号。需特别注意，即使是同一刀尖方向在不同坐标系（后刀座坐标系与前刀座坐标系）表示的刀位点也是不一样的。刀位码有1―9个，其中0，9刀位点为刀尖圆弧中心与假想刀尖点重叠时的情况。如图三所示。图三a所示为后置刀架的刀位码。图三b所示为前置刀架刀位码。图中说明了刀尖与刀位点的关系，箭头终点是假想刀尖。　　（4）刀尖半径补偿的实

6、现过程。实现刀尖半径补偿要经过3个步骤：刀补建立、刀补进行和刀补撤销　　刀补建立：刀补的建立指刀具从起点接近工件时，车刀圆弧刃的圆心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏听偏信离一个偏置量的过程。注意该过程实现必须与G00和G01在一起才有效。　　刀补进行：一旦刀补建立则一直维持，直至G40指令出现。在刀补进行期间，刀尖圆弧中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀尖半径的距离。　　刀补取消：刀具离开工件，车刀圆弧刃的圆心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。通过G40来执行。且此时的移动也只能用G00或G01。　　二、刀具半径补偿的应用举例4　

7、　综上所述，在数控车削加工中，合理使用刀尖圆弧半径补偿，可有效解决圆弧面和锥面加工中由于刀尖圆弧的存在引起的加工误差，既可以保证加工精度，又可简化编程。并且，生产中因换刀而产生刀尖圆弧半径值发生变化的情况下，也可以通过修改刀尖R调整切削量，从而达到高效加工出合格产品的目的。4