焦紅衛(wèi)，盧閃閃，徐銳

(1．武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造工程系，湖北武漢430205;2．武漢市第一技術(shù)學(xué)校模具中心，湖北武漢430051)

現(xiàn)代數(shù)控車床系統(tǒng)中一般都有刀具圓角半徑補(bǔ)償器，具備刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，如FANUC-0IT、HNC-21T、GSK980-TD等 (GSK980-TA除外)。研究結(jié)果顯示:由于假想刀尖點(diǎn)與實(shí)際切削點(diǎn)不是同一點(diǎn)，故按假想刀尖編出的程序在車削外圓、內(nèi)孔等與z軸平行的表面時沒有誤差，但在車削右端面、錐度及圓弧時會發(fā)生少切或過切現(xiàn)象［1-5］。

然而，現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料中［6-7］，缺少有關(guān)刀具圓角半徑補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理說明，導(dǎo)致用戶無法確切了解使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后刀尖運(yùn)動軌跡的具體變化，從而無法準(zhǔn)確控制零件的精加工尺寸。為探討使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后刀尖運(yùn)動軌跡的具體變化，充分利用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，在FANUC-0iTD數(shù)控車床上對圖1所示零件進(jìn)行了試切削。

1 試驗(yàn)方案

圖1 零件簡圖

1．1 試驗(yàn)條件

(1)加工設(shè)備型號為云南機(jī)床廠CY-K360數(shù)控車床。

(2)數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-0iTD。

(3)可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀，刀桿型號為MDJNR2020-K1506，刀片型號為VNMG160404-VM。

(4)毛坯為φ50 mm×100 mm棒料。

(5)測量儀器為數(shù)顯游標(biāo)卡尺，精度0．01 mm。

1．2 試驗(yàn)方法

(1)安裝刀具和零件。刀具安裝在1號刀位，零件懸長約60 mm。

(2)對刀。對刀時不考慮刀尖圓弧半徑，即零件試切端面和外圓后，分別在刀偏表-偏置/形狀號001所在欄輸入試切長度0、試切直徑 φ47．86 mm(此例)，測量后獲得對應(yīng)的z軸偏置-528．763 mm、x軸偏置-240．390 mm;同時輸入刀尖半徑0，刀尖方位TIP號3。

(3)試切削。通過修改刀偏表-偏置/形狀中刀補(bǔ)號為001所在欄刀尖半徑值，重復(fù)加工零件，測量每次加工后零件外形及尺寸的變化。

1．3 試驗(yàn)程序

程序清單如下:

O0002;

T0101;

S800 M03;

G00G42X52Z2;

G71U2R1;

G71P10Q20U0．3W0．1F0．2;

N10 G00X0S1000;

G01Z0F0．08;

G03X24Z-12R12;

G01Z-18;

X30;

X40Z-30;

X45;

Z-40;

N20G00X52;

G70P10Q20;

G00 G40X60Z100;

M30;

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

2．1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

刀尖圓弧半徑真實(shí)值為0．4 mm，縮小和放大刀尖圓弧半徑值后，刀尖軌跡發(fā)生變化，影響了零件的加工，見圖2和表1。

圖2 修改刀尖圓弧半徑值后的走刀軌跡

表1 刀尖圓弧半徑對零件加工影響數(shù)據(jù)表 mm

2．2 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，對FANUC-0iTD數(shù)控系統(tǒng)中的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能分析如下:隨刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值的改變，R12圓弧面及錐面均有切屑流出，但φ45 mm及φ24 mm外圓直徑尺寸基本不發(fā)生改變，表明使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后的加工軌跡并非是在零件的編程軌跡上均勻偏離一個半徑值，而是非均勻的、間斷的;修改刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值僅對圓弧面和錐面車削時有影響，對與z軸平行的外圓面車削無影響。

3 結(jié)論

(1)在生產(chǎn)實(shí)踐中，如果零件僅錐度尺寸或圓弧尺寸超差，可通過合理修改刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值單獨(dú)對圓弧面和錐面的尺寸進(jìn)行修正而不影響與z軸平行的外圓面或內(nèi)孔尺寸。這是實(shí)現(xiàn)零件局部精加工尺寸控制的可行方法，見圖3。

圖3 修改刀尖圓弧半徑值對錐度、圓弧尺寸影響

(2)根據(jù)零件直徑尺寸的大小，將復(fù)合車削循環(huán)指令G71中U參數(shù)由G71U2R1更改為G71U50R1(50為此例中零件直徑方向的最大切削余量)，避免再次運(yùn)行程序過程中由于重復(fù)進(jìn)行粗加工所帶來的空行程，一刀完成粗加工，然后進(jìn)行精加工修正，可簡化刀具路徑，極大地提高加工速度。

(3)數(shù)控編程時建議將刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)氖褂煤腿∠旁贕71循環(huán)外。

【1】程玉，黃康．?dāng)?shù)控加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償與刀具磨耗補(bǔ)償實(shí)例分析［J］．機(jī)床與液壓，2011，39(2):34-36．

【2】丁靜，楊春燕．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削中的應(yīng)用［J］．組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2009(12):100-102．

【3】夏羅生，朱樹紅．基于數(shù)控車削加工的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償誤差研究［J］．機(jī)床與液壓，2011，39(20):21-23．

【4】張文俊，方波．球頭車刀在數(shù)控車床加工中的應(yīng)用［J］．機(jī)床與液壓，2011，39(20):110-111．

【5】李英平．基于FANUC 0iT系統(tǒng)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償與刀具磨耗補(bǔ)償［J］．組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2009(4):79-81．

【6】焦紅衛(wèi)．?dāng)?shù)控技術(shù)基礎(chǔ)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

【7】陳洪濤．?dāng)?shù)控加工工藝與編程［M］．北京:高等教育出版社，2008．