刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的運用分析

朱澤軍

摘 要 在數(shù)控車削加工的過程和之中，刀尖圓弧半徑補償是數(shù)控車床的主要功能之一，通過對刀尖圓弧半徑進行正確的應(yīng)用，能夠?qū)囅骷庸さ募庸ぞ冗M行一定程度上的保證。本文就針對刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的運用進行研究與分析。

關(guān)鍵詞 刀尖半徑 數(shù)控車加工 補償 運用

中圖分類號：TG659文獻標(biāo)識碼：A

在機械加工行業(yè)之中，數(shù)控車床的應(yīng)用十分廣泛，對于技術(shù)人員而言，一方面需要對基本的編程能力與操作能力進行有效的掌握，另一方面還需要注重對加工精度進行科學(xué)合理的控制，以保證加工質(zhì)量。在實際加工過程中螞蟻搬采用粗、精分開的加工工藝，通過對磨耗值進行修改從而實現(xiàn)精度要求，但這種方法加工效率降低，且在精度控制上的效果不是十分理想，可以采用刀尖半徑補償進行精度把握。

1刀尖半徑補償概述

對于數(shù)控車刀而言，其刀尖實質(zhì)上是一個圓球，技術(shù)人員在進行編程的過程之中往往會依據(jù)相關(guān)零件的實際輪廓，將刀尖的半徑預(yù)設(shè)為0，這樣一來，編程過程中即按照刀具的理想刀尖坐標(biāo)來對加工程序進行一定程度的編制。運用這種假設(shè)理想條件的方式進行程序編制，如果沒有進行補償處理，則車刀的運行軌跡會存在一定的欠切情況，進而可能使得加工對象難以達到設(shè)計尺寸。因此在實際的加工過程中，往往需要先進行半徑補償，半徑補償設(shè)定完成之后，系統(tǒng)會在充分依據(jù)加工程序的基礎(chǔ)之上，對設(shè)定好的刀具圓弧半徑尺寸進行一定程度的結(jié)合，進而對理想的道具運動軌跡坐標(biāo)進行有效的計算。然后再將這一計算結(jié)果與實際輪廓進行對比分析，進而偏移出一個半徑值，以這個半徑值為標(biāo)準(zhǔn)，對零件尺寸進行合理有效的加工。

2刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的運用

2.1半徑補償指令

當(dāng)前狀況下，刀尖半徑補償主要有三個指令，分別如下：

G41 G0（G1）X_Z_（F_）（建立左刀補）

G42 G0（G1）X_Z_（F_）（建立右刀補）

G40 G0（G1）X_Z_（F_）（取消刀尖半徑補償）

在運用上述指令時，需要注意如下幾個方面的要求：（1）在編程加工的過程中，對于與工件軸線平行或者垂直的零件的加工時，并不會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差;只有在運用理想刀尖對倒角、錐面、圓弧等進行編程加工時，才有可能出現(xiàn)過切與欠切的情況，在這種情況之下則需要對半徑補償指令進行有效應(yīng)用;（2）半徑補償指令的建立存在限制條件，一般情況下只有保證刀具在直線運動的過程之中才能實現(xiàn)。因此首先必須保證X軸與Z坐標(biāo)軸中至少有一個坐標(biāo)是變化的，同時其直線增大貨減小需超過一個刀尖半徑值。基于上述情況的考慮，選擇G00或者G01指令較為適宜;（3）在對G41與G42半徑補償指令進行選擇時，需要按照如下的方法進行確定：以刀具運動軌跡為方向，如果刀具在工件的左側(cè)則使用G41指令，而當(dāng)?shù)毒咴诠ぜ挠覀?cè)時，則使用G42指令。

2.2車刀形狀與位置

車刀形狀具有多樣性的特點，且其在編程加工過程中所處的位置也存在一定的差異性，同時車刀的形狀也對刀尖圓弧的位置起到一定的決定作用。因此在進行編程加工的過程中，不僅需要對刀具半徑補償指令進行應(yīng)用，同時還需要充分結(jié)合刀具所處的位置，對選擇假象刀尖的方位，進而對補償量進行合理而有效的確定。

2.3刀具半徑編程規(guī)則

刀具半徑編程需要依據(jù)一定的規(guī)則進行，重點需注意如下結(jié)果要點：（1）G40、G41、G42這三個編程指令只允許與G00、G01結(jié)合編程，不允許與其它指令結(jié)合編程;（2）在編入G40、G41、G42的G00與G01前后的兩個程序段之中，需要保證X軸坐標(biāo)值或者Z軸坐標(biāo)值之間至少有一個發(fā)生變化;（3）在進行刀補的過程之中，需要對零件的實際輪廓進行充分的結(jié)合，并在此基礎(chǔ)之上對精加工軌跡進行有效的編寫。

3刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的實際運用

在對工件進行實際加工的過程之中，因為數(shù)控車床的毛坯一般使用棒料、鑄鍛件較多，因此會存在一定的加工余量。針對這種情況，往往需要采用多次切削的方式進行處理。而FANUC-oi系統(tǒng)可以為其提供多種形式的固定循環(huán)功能，例如粗車循環(huán)指令、仿形循環(huán)指令、精加工指令等。這樣一來，就可以對程序進行一定程度的簡化，有效減少內(nèi)存占用。以FANUC-oi系統(tǒng)為例，其刀尖圓弧半徑補償指令采用如下編程：

程序編寫：

O0001;X15Z-14;

G99M03S500;Z-17;

T0101;G02X15W-14R14;

G00X22Z2;G01W-3;

G71U2R1;X18;

G71P10Q20U0.5W0F0.3;N20G01Z-38;

N10G42G00X0;G70P10Q20;

G01Z0F0.1;G40G00X100Z100;

G03X8W-4R4;M05;

G01Z-8;M30;

X11;

4結(jié)束語

本文主要針對刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的運用進行研究與分析。首先對刀尖半徑補償進行了一定程度的論述，然后在此基礎(chǔ)之上從半徑補償指令、車刀形狀與位置以及刀具半徑編程規(guī)則三個方面分析了刀尖半徑補償在數(shù)控車加工中的運用。最后結(jié)合實際，以FANUC-oi系統(tǒng)為例，進行了刀尖圓弧半徑補償指令編程。綜上所述，將刀尖半徑補償應(yīng)用于數(shù)控車加工之中，可以提升加工尺寸的合理性，進而對加工質(zhì)量進行有效的提升。

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