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動態刀具補償功能在數控銑削編程中的（de）應用

2018-8-16 來源：寶（bǎo）雞職業技術學院機（jī）械工程係作者：段（duàn）團和

摘要：在模具零件的數控銑削加工中（zhōng），往往會遇到因受到刀具限製而無法（fǎ）用係統提供的指（zhǐ）令格式直接編程的情況。使用ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件進行實體（tǐ）造型及編程，使得工作量大且空（kōng）走刀占用時間較長，而熟練掌握（wò）和運用（yòng）宏（hóng）程序編（biān）程技術往往能夠快速完成零件的編程和加工，使數控機（jī）床加工的潛力（lì）得以充分發揮。其中宏變（biàn）量（liàng）動態刀具補（bǔ）償功能的應（yīng）用（yòng），在實現（xiàn）粗、精加（jiā）工餘量控製以及零件邊角倒圓（yuán）的同時，刀具補償值能隨著加（jiā）工程序（xù）的進程而（ér）變化，簡化程序的編製，減少了程序的出錯率，實現（xiàn）了機床連續加工，提高了生產（chǎn）效率。

關鍵詞：宏程序；變量；動態刀具補償

０、引言（yán）

在機械（xiè）製造業（yè）中，模具製（zhì）造是（shì）一種比較複雜的工作，而數控（kòng）銑削加工在模具製造當中已經處於越來越重要的地位（wèi）。一般模具零件的技術要求較高，需（xū）要經過數控粗、精加工才能達到

加工要求，這就使得加工程序冗長且難以檢（jiǎn）查和修改，從而影響（xiǎng）加工效率。

１、宏程序在數控加工中的應用

模具零件二維輪廓數控銑（xǐ）削是按零件實（shí）際坐標（biāo）尺寸編程，並在數控（kòng）機（jī）床上引入刀具半徑補償進行加工，其中內（nèi）、外（wài）輪廓銑削、邊角倒（dǎo）圓等複雜型（xíng）麵的加工十分常見。邊角倒圓屬於曲麵加工，一般需要借助ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件（jiàn）造型（xíng）和編程，而熟練使用宏程序編程技術則（zé）可以很快地在機床上直接完成對加工零（líng）件的手工編程。數控係統是應（yīng）用（yòng）各種變（biàn）量進行算術運算、邏輯運算和函數運算進行編（biān）程，而宏程序提供的（de）順序、選擇分支、循環三大程（chéng）序結（jié）構能使加工程序極大地簡化。宏程序加工過程中的坐標（biāo）數據由運算結果動態獲得，適於編（biān）製複雜零件程序，尤（yóu）其是非圓方程曲線的編程。宏程序動態（tài）刀具補償是在程序執行Ｇ４１、Ｇ４２刀（dāo）具半（bàn）徑補償時，對其所提供的寄存地址Ｄ的數據能隨著程序進程不同而變（biàn）化，作（zuò）為一個變量在程序中以＃１０１來表示，在模具零件的加工過程中，方便實（shí）現對粗、精加工（gōng）餘量以及邊角倒圓時刀具補償（cháng）量變（biàn）化的控製簡化程序的編製減（jiǎn）少程（chéng）序的出錯率，現了（le）機床連續加工，提高（gāo）了生產效率（lǜ）。

２、動態刀具補償在實現（xiàn）粗、精加工中的應用（yòng）

圖１所示為凹模（mó）零件簡圖。零件外輪（lún）廓及其上、下表麵均已加（jiā）工完成（chéng），要求完成零件中間矩形槽的粗、精加工程序編製（zhì）。在編製零（líng）件內、外輪廓程序時通常是按（àn）照零件的實際（jì）尺寸進行編程，在進行圖１零（líng）件槽形粗、精加工期間，需要通過在機床刀具（jù）半徑寄存地址中修改（gǎi）補（bǔ）償量的大小來完（wán）成零件加工，這樣經常會導致加工過程的中斷。宏程序中動態刀具補償功能的使用，能使（shǐ）刀具補償量隨（suí）著程序的（de）進程而改變，從而實（shí）現機床連續對零件的粗、精加工。由於圖１所示零件型腔深度較大，采用分層循（xún）環加工.簡化程序編製。加工時選用１２ｍｍ超硬立銑刀，加工零件材料為硬鋁合金ＹＬ１２，程序編製如下（從說明問題的角度考慮，零件大部分餘量已去除，僅編製最後一步粗加工和（hé）精加（jiā）工（gōng）程序）。

圖１　凹（āo）模零件簡圖

３、動態刀具補償在實現邊角倒圓中的應用

圖２所示的凸模零件在完成麵銑及輪廓銑削後，要求完成凸台邊角倒圓。一般是采用相應倒角（jiǎo）刀具或Ｒ係（xì）列刀具，以輪廓編程（chéng）方式完成，加工中存在需要二次對刀的情（qíng）況，容易在工件表麵形成接刀痕，影響美觀和表麵質量。

圖２　凸模零件簡圖

使用平底銑刀或球頭銑刀，應用宏程序編程，按曲麵加工分層方式銑削，可以獲得較好的表麵質量，且減少空刀行程（chéng）。當零件加工餘量較大時，采（cǎi）用平底銑刀進行粗加（jiā）工、球（qiú）頭銑刀進（jìn）行精加工的方案，餘量較小時可采用球（qiú）頭（tóu）銑刀精加工一次完成。在凸台邊角倒圓加工（gōng）時，可采用刀具由上至下或刀具（jù）由下至上兩種方案，精（jīng）加工時為獲取更好的加（jiā）工表麵質量應（yīng）使用側刃避免底刃切削采用刀（dāo）具由下至上的（de）加工方（fāng）案（àn）。考慮到在加工（gōng）過程中（zhōng）每層（céng）刀具半徑補償值為動態值（zhí），故（gù）使用動態刀具補償，這樣可以很容易地實現零件邊（biān）角倒（dǎo）圓和表麵質量要求。圖２所示的凸（tū）模零件邊角倒圓半徑值較小，可以按精加（jiā）工使用球（qiú）刀一次完成。以（yǐ）下是使用Ｒ５ｍｍ球刀對零件邊角倒圓的程序編製，圖３所示為動態刀具補償＃１０１計算數學模型。

圖３　使用Ｒ５ｍｍ球（qiú）刀加工的（de）動態刀具補償＃１０１計算數（shù）學模型

４、結論

宏（hóng）程序動態（tài）刀具補償功能在以上加工（gōng）案例中的應用，能夠極（jí）大地簡化零件的計算和編程過程，是（shì）快速完（wán）成編程和（hé）加工的較好途徑。其應用減少了編程的數據量，提高了（le）程序的可閱讀性和可（kě）修改（gǎi）性；通過（guò）對變量參數的修改，可以適用於具有相同工藝特征但尺寸規格或位置參數（shù）不同的同類型零件的加工編程，同時也解決了僅靠機床（chuáng）自身指令功能手（shǒu）工編程難以完成的特征（如：邊角倒圓等）編程。根據零件的不同特征和難易程度，合理地選（xuǎn）擇或結合使用手工編程、宏程序和自動編程，會取的（de）更好的編程效果。

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