1刀具半徑補(bǔ)償

1.1刀位點(diǎn)的概念

刀位點(diǎn)是在編制加工程序時(shí)用以表不刀具位置的特殊點(diǎn)。對(duì)于端銑刀、立銑刀和鉆頭來說，是指它們的底而中心;對(duì)于球頭銑刀，是指球頭中心。數(shù)控加工程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)際上是控制刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡

1.1.1刀具補(bǔ)償

在零件的加工程序中，常常需要應(yīng)用多把刀，每一把刀的半徑和長(zhǎng)度等級(jí)和參數(shù)都可能不一樣，如果按每把刀的參數(shù)進(jìn)行編程，會(huì)非常麻煩。為了反映刀具參數(shù)的差異，需要確定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)或一把基準(zhǔn)刀，我們只需要找到每把刀的刀位點(diǎn)具位置相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)或標(biāo)準(zhǔn)刀具的偏移量，通過CAD/CAM軟件直接進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算或通過數(shù)控系統(tǒng)的控制器進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，并按計(jì)算軌跡控制刀具的運(yùn)動(dòng)，加工出所需要的零件輪廓。

刀具的補(bǔ)償包括長(zhǎng)度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償，本文主要論述刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。

1.1.2刀具的半徑補(bǔ)償

在數(shù)控銑床上進(jìn)行輪廓加工時(shí)，囚為銑刀總有一定的半徑(稱為刀具半徑)，所以在零件輪廓加工過程中刀具中心(刀心)軌跡和工件輪廓不重合。如不考慮刀具半徑，直接按照工件輪廓編程是比較方便的，而加工出的零件尺寸比圖樣要求小了一圈(加工外輪廓時(shí))，或大了一圈(加工內(nèi)輪廓時(shí))，為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個(gè)刀具半徑，這就是所謂的刀具半徑補(bǔ)償

數(shù)控銑削加工刀具半徑補(bǔ)償分為刀具半徑左補(bǔ)償和刀具半徑右補(bǔ)償，分別用G41和G42定義。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，沿刀具前進(jìn)方向當(dāng)?shù)毒咧行能壽E位于零件輪廓右邊時(shí)，稱為刀具半徑右補(bǔ)償。反之稱為刀具半徑左補(bǔ)償。當(dāng)不需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí).則用G40取消刀具半徑補(bǔ)償（如圖1所示）。

2 CAM系統(tǒng)中刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定

不同的CAM系統(tǒng)刀具半徑補(bǔ)償有不同的設(shè)定方法，在MASTER CAM中銑刀的補(bǔ)償有四個(gè)選項(xiàng):computer(計(jì)算機(jī)補(bǔ)償),control(控制器補(bǔ)償) ,wear(磨損補(bǔ)償),reverse wear(反向磨損補(bǔ)償)，補(bǔ)償方向(Compensation Direction)有兩個(gè)選項(xiàng):Left(左補(bǔ)償),Right(右補(bǔ)償)，如圖2所示。

1).COMPUTER當(dāng)設(shè)置在計(jì)算機(jī)里作補(bǔ)償時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)的控制器里補(bǔ)償應(yīng)設(shè)置為關(guān)(或設(shè)置刀具半徑值為0)，此時(shí)，在CAM系統(tǒng)得到的NCI文件中的坐標(biāo)就是實(shí)際加工時(shí)刀具刀位點(diǎn)的坐標(biāo)，井且經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮笾锰幚淼玫降腘C文件中不會(huì)出現(xiàn)刀具補(bǔ)償指令。

2).CONTROL當(dāng)設(shè)置在控制器里作補(bǔ)償時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)的控制器里補(bǔ)償應(yīng)設(shè)置為開。經(jīng)過后置處理生成的NC文件中將出現(xiàn)刀具半徑補(bǔ)償指令(G41, G42 ,G40) ,而補(bǔ)償量要通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。

3).WEAR,REVERSE WEAR在實(shí)際加工中可以同其他方法達(dá)到同樣的效果.不再贅述.

3刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

3.1改變刀具半徑補(bǔ)償值適應(yīng)刀具的變化

雖然CAD/CAM自動(dòng)編程的計(jì)算量小，生成程序的速度快，但在零件的自動(dòng)加工過程中，刀具的磨損、重磨其至更換經(jīng)常發(fā)生，刀具由十磨損向使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。這時(shí)我們應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償可以很好地解決這個(gè)問題。在CAM中選擇在控制器(CONTROL)中補(bǔ)償，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進(jìn)行編程，這種編程方法也稱為對(duì)零件的編程。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都設(shè)置有若干個(gè)可編程刀具半徑偏置寄存器，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，專供刀具補(bǔ)償之用，可將刀具補(bǔ)償參數(shù)(刀具長(zhǎng)度、刀具半徑等)存入這此寄存器中。在進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，只需調(diào)用所需刀具半徑補(bǔ)償參數(shù)所對(duì)應(yīng)的寄存器編號(hào)即可。實(shí)際加工時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)將該編號(hào)對(duì)應(yīng)的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出，對(duì)刀具中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，生成實(shí)際的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，完成對(duì)零件的加工。

在零件加工過程中，假設(shè)原來設(shè)置的刀具補(bǔ)償值為r，經(jīng)過一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的減小量為△，此時(shí)，可以修改該刀具的刀具補(bǔ)償值:由原來的r改為r-△，而不必改變?cè)械某绦蚣纯蓾M足加工要求。

3.2應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行加工余量的處理

加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有工序余量和加工余量之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差;加工余量是毛壞尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差，它等十各工序余量之和。在此，我們應(yīng)用CAD/CAM軟件，在作圖時(shí)通常得到的是最終的零件圖，故對(duì)于一個(gè)加工工序，我們更關(guān)心總余量。

在進(jìn)行加工余量處理前，應(yīng)先找出總余量，其方法有很多，如:分析計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)法、查表修正法等，在此不再贅述。現(xiàn)假設(shè)己找到總余量為△，加工時(shí)選擇的刀具半徑為R，在CAM中如設(shè)定刀具半徑R，經(jīng)過半徑補(bǔ)償后，在零件上不會(huì)有加工余量;但如果我們?cè)谠O(shè)置刀具參數(shù)時(shí)將刀具的半徑設(shè)定為R+△，經(jīng)過半徑補(bǔ)償后，會(huì)在零件上留下△的加工余量(如圖3所示)

如我們?cè)谧?font color="#000066">模具加工時(shí)，都存在多品種小批量的情況，在加工過程中需要換刀的次數(shù)很多。如果每一次換刀都要去修改數(shù)控系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償值，顯然比較繁瑣，且容易出錯(cuò)。這時(shí)，我們?cè)谟肅AM系統(tǒng)生成數(shù)控加工程序時(shí)，將補(bǔ)償設(shè)定在COMPUTER補(bǔ)償，通過控制CAM系統(tǒng)中的刀具半徑來控制加工中的余量。在加工時(shí)按選定的刀具進(jìn)行加工，數(shù)控系統(tǒng)中的刀具參數(shù)不用作仟何修改。

4結(jié)語(yǔ)

在確認(rèn)加工零件的二維建模無(wú)誤和切削工藝參數(shù)均合理后，若加工出的輪廓尺寸與設(shè)計(jì)尺寸稍有偏差，只需在數(shù)控機(jī)床上修改刀具的半徑補(bǔ)償值即可，不必重新生成加工程序或更換刀具，從血起到事半功倍的效果。有時(shí)，在CAM系統(tǒng)中，也可以通過設(shè)置適當(dāng)?shù)牡毒甙霃街祦磉_(dá)到控制加工余量的目的。總之，刀具的半徑補(bǔ)償在數(shù)控加工中有著非常重要的作用，靈活、合理地運(yùn)用刀具的半徑補(bǔ)償值井結(jié)合刀具補(bǔ)償原理正確編制程序是保證數(shù)控加工有效性、準(zhǔn)確性的重要因素。刀具半徑補(bǔ)償在NC加工中的應(yīng)用有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)。靈活運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償，可以大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。