数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析.pdf

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1、·7·数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析陈志群(郑州铁路局新乡机务段，河南新乡453000)摘要：分析了数控车削中因刀尖圆弧产生误差的原因，介绍了纠正误差的思路及半径辛偿的工作原理，明确了半径补偿的概念。结j争实际，系统介绍了刀具半径辛}偿的应用方法，及使弼中的注意事项。。誓．关键词：数控车床假想刃尖半径补偿程序轮廓原理应用ll中图分类号：THll文献标识码：A文章编号：l0娩一(i886(2o10)06,0007一o4PrincipleandAnalysisofCuttingToolPointdiIlsCompen

2、sationforCNCLatheCHENZhiqunAbstract：Analyzedtheerror’Sreasoninnumericalcontrolturningbecauseofarcofcuttingtool，introducedthecorrectionerror’snl~ii—talityandtheradiuscompensationprincipleofwork，clearedabouttheradiuscompensationconcept．Unionreality，introducedthecu

3、ttingtoolradiuscompensationapplicationmethod，andinusemattersneedingattention．Keywords：CNClathe；immaginarycuttingtoolpoint；compensation；procedureoutline；principle；using图1(b)中，如果刀尖磨圆了，则对刀时，x轴和z轴两个方向O前言的对刀点分别在x轴和z轴方向上最突出的A点和B点上，在数控车床的学习中，刀尖半径补偿功能，一直是一个这时，数控系统就会以A点和

4、B点的对刀结果综合确认一个难点。一方面，由于它的理论复杂，应用条件严格，让一些人点作为对刀点，比如，对刀结果为：A点，X=一130，B点，Z=感觉无从下手；另一方面，由于常用的台阶轴类的加工，通过一4O0，则对刀点坐标为(一130，一4o0)，这正是与A点和B点几何补偿也能达到精度要求，它的特点不能有效体现，使一些相切的两条直线的交点(c)，我们称之为假想刀尖。而系统人对它不够重视。事实上，在现代数控系统中，刀尖半径补正是以这个假想刀尖作为理论切削点进行工作的。也就是偿，对于提高工件综合加工精度具有非常重要的作用，是—

5、个说，刀尖磨圆后，只是假想刀尖沿着编程轮廓的轨迹进行运必须熟练掌握的功能。动。但由于假想刀尖与实际的圆弧切削刃之间有一个距离，导致刀具实际切削效果如图2所示。l刀尖圆弧半径补偿的原理1．1半径补偿的原因在学习刀尖圆弧的概念前，我们认为刀片是尖锐的，并把刀尖看作一个点，刀具之所以能够实现复杂轮廓的加工，就是因为刀尖能够严格沿着编程的轨迹进行切削。但实际上，目前广泛使用的机夹刀片的切削尖，都有一个微小的圆弧，这样做，既可以提高刀具的耐用度，也可以提高工件的表面质图1量。而且，不管多么尖的刀片，经过一段时间的使用，刀尖都图2

6、中，在端面车削和外会磨成一个圆弧，导致在实际加工中，是一段圆弧刃在切削，圆车削时，切削效果不受影这种情况与理想刀尖的切削在效果上完全不同。响。因为在这两种情况下，系图1(a)中，刀片圆弧两边延长线的交点(D)，我们称之统执行的是单坐标，刀尖最突为理想刀尖，也就是说，如果刀片没有磨损，它的刀尖的理想出的切削点(A点和B点)是形状应是这样。如果进行对刀，以确定刀具的偏置值(也叫对刀点，它们分别与对刀的结图2几何补偿值)，x轴和z轴两个方向的对刀点正好集中于理果(几何补偿)一致。但对于图中的锥面部分(CD段)，是假想刀尖上。

7、这种情况下，系统会以这个刀尖进行轮廓切削。作者简介：陈志群(1970一)，男，汉，工程师，从事设备管理与维修及机械工程理论的教学和研究工作。收稿日期：2010—9—1中垦照墨一墒·8·想刀尖沿着轮廓运动，实际圆弧切削刃与程序轮廓有一个距正好与程序轨迹保持一个半径的距离。所以，所谓刀尖半径离AL，会造成固定欠切的余量(图中阴影部分)，导致锥面直补偿，不是说让刀尖向轮廓方向移动一个半径的距离，而是让径的尺寸偏大。对于圆弧加工，它形成的结果更复杂一些，形刀尖的圆弧中心始终保持在与程序段轮廓一个半径距离的成的欠切余量随着轮廓位

8、置的变化而变化。如图3所示。位置上。对于工件中圆弧的加工也是依此原理进行的，即按照一一蝴个新的圆弧段进行切削，以确保程序圆弧不欠切或过切，达到精度要求。另外，我们发现，在计算偏移距离△z=r[1一ctg(2)]的公式中，是以刀尖圆弧的半径r和程序段的倾斜角为依据的，其中的倾斜角是系统根据程序段的坐标计算出来的，而刀尖圆弧半径则是人