數控銑加工中心刀具半徑補償應用探究
2014-11-07 14:07:12王大偉
科技創新導報 2014年9期
王大偉
摘 要：在數控銑削加工中，靈活應用刀具半徑補償指令，既可以簡化程序的編制，又能保證工件的加工質量。
關鍵詞：數控銑削加工 半徑補償 靈活應用
中圖分類號：TG21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0051-02
刀具半徑補償功能是數控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補償功能是數控技術人員必備的知識技能。
1 刀具半徑補償的原理
由于銑刀的切削刃與刀具旋轉中心有一個刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進行編程（圖中點劃線），其數值計算有時相當復雜，尤其當刀具磨損、重磨、換新刀等導致刀具直徑變化時，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現計算失誤，產生廢品，甚至造成事故的發生（見圖1）。
現代數控系統為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補償功能。在數控銑床的參數表中，設置了相應的存儲器，專門用來存放刀具半徑補償值。
刀具半徑補償就是在編寫程序時，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運行程序時，數控系統使銑刀按照預先存入的刀具半徑值，自動偏移工件輪廓線。
2 刀具半徑補償的方式
根據立銑刀的特點和工作方式，可分為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償刀具半徑補償有兩種方式。順著刀具前進方向看過去，刀具位于工件輪廓的左邊時，稱為刀具半徑左補償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補償，如圖2所示。
3 刀具半徑補償的過程
刀具半徑補償的過程分為三步，即刀補的建立、刀補的進行和刀補的取消，如圖3所示。刀補的建立：在刀具從起點接近工件時，刀心軌跡從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。刀補的進行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量直到刀補取消。刀補的取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。
4 刀具半徑補償指令和格式
刀具半徑補償指令格式為：
G41/G42程序段中的X、Y值是建立補償直線段的終點坐標值；G41刀具左補償，G42刀具右補償。D為半徑補償值寄存器的地址號，后面常用兩位數字，D00-D99為刀具補償號。
取消刀具半徑補償指令格式為：
5 使用刀具半徑補償的技巧及注意事項
（1）為了保證刀具從無半徑補償運動到所希望的刀具半徑補償起始點，建立和取消刀補只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。
（2）切入工件前應該已經完成刀具半徑補償，而不能在切入工件時同時進行刀具半徑補償，可在工件外或需去除廢料中進行刀補的建立，否則會產生過切現象，如圖4所示。
（3）刀具切入、切出工件時，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過渡。刀具半徑補償結束用G40取消，取消時同樣要防止過切。
（4）刀具半徑補償只能平面補償，不要在刀具補償狀態下，連續出現兩段或兩段以上第三軸的移動指令。
（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現任何轉移加工，如鏡像、子程序加工等。
6 刀具半徑補償指令的應用
如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。
參考程序（部分）：
7 結語
在加工中熟練應用刀具半徑補償功能，可實現高效率、高精度的在自動加工，充分發揮設備的功能，保證零件加工質量，尤其是在加工配合件時，具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 趙正文.數控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2006.
[2] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3] 楊偉群.數控工藝培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2006.endprint
摘 要：在數控銑削加工中，靈活應用刀具半徑補償指令，既可以簡化程序的編制，又能保證工件的加工質量。
關鍵詞：數控銑削加工 半徑補償 靈活應用
中圖分類號：TG21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0051-02
刀具半徑補償功能是數控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補償功能是數控技術人員必備的知識技能。
1 刀具半徑補償的原理
由于銑刀的切削刃與刀具旋轉中心有一個刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進行編程（圖中點劃線），其數值計算有時相當復雜，尤其當刀具磨損、重磨、換新刀等導致刀具直徑變化時，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現計算失誤，產生廢品，甚至造成事故的發生（見圖1）。
現代數控系統為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補償功能。在數控銑床的參數表中，設置了相應的存儲器，專門用來存放刀具半徑補償值。
刀具半徑補償就是在編寫程序時，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運行程序時，數控系統使銑刀按照預先存入的刀具半徑值，自動偏移工件輪廓線。
2 刀具半徑補償的方式
根據立銑刀的特點和工作方式，可分為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償刀具半徑補償有兩種方式。順著刀具前進方向看過去，刀具位于工件輪廓的左邊時，稱為刀具半徑左補償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補償，如圖2所示。
3 刀具半徑補償的過程
刀具半徑補償的過程分為三步，即刀補的建立、刀補的進行和刀補的取消，如圖3所示。刀補的建立：在刀具從起點接近工件時，刀心軌跡從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。刀補的進行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量直到刀補取消。刀補的取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。
4 刀具半徑補償指令和格式
刀具半徑補償指令格式為：
G41/G42程序段中的X、Y值是建立補償直線段的終點坐標值；G41刀具左補償，G42刀具右補償。D為半徑補償值寄存器的地址號，后面常用兩位數字，D00-D99為刀具補償號。
取消刀具半徑補償指令格式為：
5 使用刀具半徑補償的技巧及注意事項
（1）為了保證刀具從無半徑補償運動到所希望的刀具半徑補償起始點，建立和取消刀補只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。
（2）切入工件前應該已經完成刀具半徑補償，而不能在切入工件時同時進行刀具半徑補償，可在工件外或需去除廢料中進行刀補的建立，否則會產生過切現象，如圖4所示。
（3）刀具切入、切出工件時，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過渡。刀具半徑補償結束用G40取消，取消時同樣要防止過切。
（4）刀具半徑補償只能平面補償，不要在刀具補償狀態下，連續出現兩段或兩段以上第三軸的移動指令。
（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現任何轉移加工，如鏡像、子程序加工等。
6 刀具半徑補償指令的應用
如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。
參考程序（部分）：
7 結語
在加工中熟練應用刀具半徑補償功能，可實現高效率、高精度的在自動加工，充分發揮設備的功能，保證零件加工質量，尤其是在加工配合件時，具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 趙正文.數控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2006.
[2] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3] 楊偉群.數控工藝培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2006.endprint
摘 要：在數控銑削加工中，靈活應用刀具半徑補償指令，既可以簡化程序的編制，又能保證工件的加工質量。
關鍵詞：數控銑削加工 半徑補償 靈活應用
中圖分類號：TG21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0051-02
刀具半徑補償功能是數控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補償功能是數控技術人員必備的知識技能。
1 刀具半徑補償的原理
由于銑刀的切削刃與刀具旋轉中心有一個刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進行編程（圖中點劃線），其數值計算有時相當復雜，尤其當刀具磨損、重磨、換新刀等導致刀具直徑變化時，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現計算失誤，產生廢品，甚至造成事故的發生（見圖1）。
現代數控系統為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補償功能。在數控銑床的參數表中，設置了相應的存儲器，專門用來存放刀具半徑補償值。
刀具半徑補償就是在編寫程序時，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運行程序時，數控系統使銑刀按照預先存入的刀具半徑值，自動偏移工件輪廓線。
2 刀具半徑補償的方式
根據立銑刀的特點和工作方式，可分為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償刀具半徑補償有兩種方式。順著刀具前進方向看過去，刀具位于工件輪廓的左邊時，稱為刀具半徑左補償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補償，如圖2所示。
3 刀具半徑補償的過程
刀具半徑補償的過程分為三步，即刀補的建立、刀補的進行和刀補的取消，如圖3所示。刀補的建立：在刀具從起點接近工件時，刀心軌跡從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。刀補的進行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量直到刀補取消。刀補的取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。
4 刀具半徑補償指令和格式
刀具半徑補償指令格式為：
G41/G42程序段中的X、Y值是建立補償直線段的終點坐標值；G41刀具左補償，G42刀具右補償。D為半徑補償值寄存器的地址號，后面常用兩位數字，D00-D99為刀具補償號。
取消刀具半徑補償指令格式為：
5 使用刀具半徑補償的技巧及注意事項
（1）為了保證刀具從無半徑補償運動到所希望的刀具半徑補償起始點，建立和取消刀補只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。
（2）切入工件前應該已經完成刀具半徑補償，而不能在切入工件時同時進行刀具半徑補償，可在工件外或需去除廢料中進行刀補的建立，否則會產生過切現象，如圖4所示。
（3）刀具切入、切出工件時，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過渡。刀具半徑補償結束用G40取消，取消時同樣要防止過切。
（4）刀具半徑補償只能平面補償，不要在刀具補償狀態下，連續出現兩段或兩段以上第三軸的移動指令。
（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現任何轉移加工，如鏡像、子程序加工等。
6 刀具半徑補償指令的應用
如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。
參考程序（部分）：
7 結語
在加工中熟練應用刀具半徑補償功能，可實現高效率、高精度的在自動加工，充分發揮設備的功能，保證零件加工質量，尤其是在加工配合件時，具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 趙正文.數控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2006.
[2] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3] 楊偉群.數控工藝培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2006.endprint
