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，以這個半徑值為標準，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坐標軸中至少有一個坐標是變化的，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?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軸坐標值或者Z軸坐標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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