蔡蘇明

（無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無錫 214028）

一、數(shù)控車削中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)淖饔?/h2>

在數(shù)控車削加工中，為了提高刀具的強(qiáng)度、耐用度及工件的表面加工質(zhì)量，一般使用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀，而機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的刀尖都有一個(gè)精度較高的刀尖圓弧，如圖1所示，刀尖圓弧一般為R0.2~R0.8。

圖1 刀尖圓弧

當(dāng)有刀尖圓弧后，由于數(shù)控加工程序的編制是按假想刀尖點(diǎn)進(jìn)行的，切削端面和圓柱面時(shí)不存在誤差，如圖2所示；而在切削錐面和圓弧時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)過切或欠切現(xiàn)象，如圖3所示。這樣當(dāng)工件輪廓精度要求高時(shí)，就達(dá)不到精度要求。

圖2 切削端面、圓柱面

圖3 切削錐面、圓弧

圖4 刀具半徑補(bǔ)償后運(yùn)動(dòng)軌跡

如果單從編程的角度解決，需要根據(jù)所加工的零件輪廓計(jì)算刀尖圓弧中心的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行編程，這樣會(huì)增加計(jì)算的工作量，而且也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決這一難題，我們引入刀尖圓弧半徑補(bǔ)償這一概念。由于數(shù)控系統(tǒng)擁有刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能，因此，加工程序的編制仍然按圖紙所標(biāo)注的尺寸編寫，這樣由刀尖圓弧半徑而產(chǎn)生的過切或欠切問題可以通過刀具半徑補(bǔ)償功能，使刀具自動(dòng)地沿加工輪廓方向偏置一個(gè)刀尖圓弧半徑值，如圖4所示。

二、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令及使用技巧

1.刀尖半徑補(bǔ)償指令

G41——左補(bǔ)償，沿刀具加工方向看，刀具位于工件左側(cè)時(shí)即為左補(bǔ)償。

G42——右補(bǔ)償，沿刀具加工方向看，刀具位于工件右側(cè)時(shí)即為右補(bǔ)償。

G40——刀具補(bǔ)償取消。

2.G41、G42 的判別技巧

機(jī)床前置刀架與后置刀架方式下刀補(bǔ)的方向有一定的區(qū)別，如圖5和圖6所示，可得出一個(gè)結(jié)論就是：無論后置還是前置刀架使用右偏刀加工外圓時(shí)刀具半徑補(bǔ)償方向是G42，內(nèi)孔是 G41。

圖5 后置刀架的刀具半徑補(bǔ)償方向

圖6 前置刀架的刀具半徑補(bǔ)償方向

3.刀具假想刀尖方位的選擇。機(jī)床前置刀架與后置刀架方式下，不同類型的刀具假想刀尖方位也有所不同。如圖7和圖8所示，從圖中可看出無論后置還是前置刀架，我們常用的外圓右偏刀刀尖方位為3，內(nèi)孔右偏刀刀尖方位為2。

4.刀具假想刀尖方位及刀尖圓弧半值的輸入。要使刀尖圓弧補(bǔ)償發(fā)揮作用，必須在數(shù)控系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償頁面內(nèi)填入刀具假想刀尖方位和刀尖圓弧半值，以FANUC—0i數(shù)控系統(tǒng)為例，如圖9所示，刀尖方位填在T欄下，刀尖圓弧填在R欄下。

圖7 后置刀架的刀尖位置方位圖

圖8 前置刀架的刀尖位置方位圖

圖9 刀具參數(shù)設(shè)置界面

5.刀補(bǔ)指令G41、G42或G40必須寫在G01或G00程序段上，否則會(huì)出現(xiàn)語法錯(cuò)誤報(bào)警。例如：G42 G00 X50 Z5和G42 G01 X50 Z5 F0.1都是正確的，G42 G02 X50 Z5 R20 F0.1是錯(cuò)誤的。

6.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消都要在加工輪廓的外面進(jìn)行，由于在刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消過程中，都要進(jìn)行偏置過渡運(yùn)動(dòng)，如果該程序段已進(jìn)入工件就可能產(chǎn)生誤切。

7.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消過渡線段長度必須大于刀尖圓弧半徑值，例如：刀尖圓弧半徑R=0.4mm，則Z軸移動(dòng)量必須大于0.4mm，X軸移動(dòng)量必須大于 2×0.4mm=0.8mm。

三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償應(yīng)用實(shí)例

零件圖如圖10所示，使刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方法編寫FANUC—0i數(shù)控系統(tǒng)精加工程序。

圖10 應(yīng)用實(shí)例零件圖

結(jié)論

刀尖圓弧半徑補(bǔ)償是數(shù)控車床系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，正確靈活的使用此功能，可以在不需要通過繁瑣計(jì)算而獲得刀尖圓弧中心運(yùn)動(dòng)軌跡的情況下保證加工零件的輪廓尺寸精度，可以使零件的數(shù)控加工程序的編制更加簡化。在實(shí)際加工時(shí)，使用刀尖圓弧補(bǔ)償功能時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)圓弧干涉報(bào)警，這時(shí)需要根據(jù)所加工的零件選擇合適的刀尖圓弧的刀片或選擇合適的補(bǔ)償建立坐標(biāo)點(diǎn)。

[1]北京FANUC公司.FANUC-0i車床編程與操作說明書(P253—P289)[Z].1998,5.