GSK988T數控車床刀尖半徑及加工尺寸精度研究

摘 要：本文介紹了GSK988T系統數控車床加工零件時刀尖半徑補償及零件尺寸精度的保證方法。分析了為什么要使用刀尖半徑補償，介紹了GSK988T系統數控車床后置刀架的刀沿位置，并說明刀尖半徑補償和零件尺寸精度的保證方法在數控車削加工中的應用情況。

關鍵詞：GSK988T；刀尖半徑補償；尺寸精度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.040

0 引言

使用數控車床車削加工錐面時，必須將假設的刀尖點的路徑作適當的修正，使之車削加工出來的工件能獲得正確的尺寸，這種修正方法稱為刀尖半徑補償。 此外，合理利用刀具補償功能還可以簡化編程，有效減輕操作者的勞動強度，提高加工效率。本文以GSK988T數控系統為例，說明刀尖半徑補償與零件尺寸精度的保證方法的應用。[1]

1 刀尖半徑補償功能

車削臺階面或端面時，對加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺階的清角位置會產生殘留誤差，如圖1所示。 車削錐面時，不會影響錐度，但對圓錐大端直徑和小端直徑尺寸有影響，產生過切或少切現象，見圖1。車削圓弧面時，對圓弧半徑和圓度有影響。[2]車削凹圓弧，會使加工后的圓弧半徑變大，其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r；車削外凸圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變小，其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r。

1.1 刀尖方位號

在GSK988T系統數控車床中，對應每個刀具補償號，都有一組偏置量X、Z，刀尖圓弧半徑補償量R和刀尖方位號TIP。假想刀尖方位號共有10個（0-9），后置刀架數控車床車刀刀尖對應的方位編號如圖2所示。

1.2 刀尖半徑補償的方法

在GSK980TDc數控系統的系統面板上按下“刀補”鍵，即進入了刀具偏置磨損界面，如圖5所示。刀尖半徑R值和刀尖方位號在刀具偏置磨損界面中設置。在程序中使用G41/G42/G40指令進行刀尖半徑補償。編程時用T功能調用相應的刀具補償值就可以實現刀具補償。順著刀具運動方向看，刀具在工件的左邊，稱為刀具左補償，用G41代碼編程；順著刀具運動方向看，刀具在工件的右邊，稱為刀具右補償，用G42代碼編程。只能用G00/G01指令中進行刀尖半徑補償的建立與取消。[3]用G40取削刀尖半徑補償，也可用T××00取消刀補。

刀尖半徑補償指令的程序段格式為：

G40（G41/G42） G01（G00） X_Z_F_；

1.3 刀尖圓弧半徑補償過程

刀尖圓弧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。圖3所示，在刀具路徑FC段刀補建立，在刀具路徑CDE刀補執行，在刀具路徑EF刀補取消。

2 零件加工尺寸的保證方法

在數控車床加工中，由于機床的傳動反向間隙的存在會影響加工尺寸誤差；往往達不到零件的精度要求，針對不同的尺寸誤差采取不同的尺寸修改方法。在加工中控制精度這一環節，常用的修改方法有刀補修改法、程序修改法來保證加工尺寸精度。

2.1 刀具磨損補償法

零件在加工過程中各處加工誤差都一致的情況下，可以在刀具偏置磨損界面中修改刀偏磨損值，從而實現尺寸的修改。例如，基準刀T0101，X方向所有尺寸大0.05的誤差；非基準刀T0202（切槽刀），X方向小0.10 ，Z方向總長大0.13，修改方法如下：

（1）進入刀具偏置磨損界面，將光標移到01的位置的下方，輸入U-0.05，如圖4所示；刀偏量由0變為-0.05。如圖5所示；

（2） 再將光標移動到002位置處，依次輸入U0.10、W0.13。

2.2 程序修改方法

零件在加工過程中各處加工誤差各不相同的情況下，可以采用修改程序坐標的方法，從而實現尺寸的修改。如圖6所示，以X向為例，修改程序。

修改步驟：執行到M00時程序停止→測量→修改程序→將程序光標移至S1000 M03處→自動方式運行。

注意：在加工前預留刀具磨損偏置量（參考刀具磨損補償法），從而實現半精加工和精加工；避免在第一次G70精車后，工件尺寸變小無法修改。

3 結語

GSK988T系統提供的刀尖半徑補償功能，可以很好地解決由于刀具磨損引起的零件加工尺寸及形狀的誤差，保證零件加工質量。

參考文獻：

[1]高志賢.基于HNC-21T系統刀尖圓弧半徑補償與刀具磨損補償的應用[J].工具技術，2013（47）：32-33.

[2]崔陵等.數控車床編程與加工技術（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]陳為國.數控車床加工編程與操作圖解（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2017.

作者簡介：張志紅（1984-），男，甘肅天水人，學士，助理講師，主要從事數控加工教學及研究工作。