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刀具半徑補償在數控銑床中的應用

2016-8-17 來源：四川幼兒師範高等專科學校作者：何　鑫

摘　要：刀具半徑（jìng）補償是數控銑床中非常重要的功能，它使得編程人員減少繁瑣計算（suàn），隻需按零（líng）件的輪廓編程。不但簡化了編程，還可以在加工時進行修正，完成零件的粗、精加工（gōng），控製輪廓尺寸精度，保證加工質量。

關（guān）鍵詞：刀具半徑補償；數控銑床；編程

1、刀具（jù）半徑補償指令的作用

數控銑床編程時，是以刀具中心作為編程軌跡，利用刀具半徑補償功能，編程隻需（xū）按零件的實際輪廓進行，在執行刀具（jù）補償指令後（hòu），數控係統計算出刀（dāo）具中心的軌跡，使刀具中心自（zì）動偏（piān）離工件輪廓一個刀具半徑值，加工出所需輪廓。使用刀具補償功能後，刀具磨損或改變刀具，隻需要改變（biàn）刀具（jù）半徑補償值，而不必變（biàn）更零件加工程序。

2、刀具半徑補償指令方向判定

刀具半徑補償分左補償G41 和右補償G42 兩種（zhǒng）方式。ISO 規定：沿刀具（jù）前進（jìn）方向（假定工件靜止）觀察，刀（dāo）具中心軌跡位於切削輪廓左（zuǒ）側（cè）為左補償，位於右側則為右補償；取消刀具（jù）半徑補償用（yòng）G40。

3、刀具半徑補（bǔ）償使用注意事項（xiàng）

（1）在編程時（shí），刀具半徑補償的建立和取消要求用G00 或G01指令來實現，不得用（yòng）G02/G03 圓弧插（chā）補指令，否則執行到此程序段時係統報警, 程序無法執行。如（rú）：

N30 G17 G41 G01 X0 Y0 D01 F150；

或N60 G17 G40 G01 X0 Y0；

（2）刀（dāo）具半徑補償平麵XY、YZ、XZ 產生變化時，必須先取消（xiāo）刀具半徑補償才能進行切換。

　　（3）D00-D99 為刀補號地址，用來調（diào）用刀補表中相對應刀具補償值。執行刀具半徑補償指令後，數控係統自動運算，使刀具自動補償，不要因為（wéi）忘記或者輸錯刀具補償值而造成過切現象。

　　（4）在建立或取消刀（dāo）具半徑補償時，刀具（jù）在平（píng）麵內的移動（dòng）距離，必須大於刀具半徑值，如D01 賦值為8：

N30 G00 X10 Y0;

N40 G17 G41 G01 X15 Y0 D01 F150;

從（cóng）（10，0）移動到（15，0）小於8mm，執行到（dào）該程序段（duàn）時係統報警，程序無法執行。

（5）為保證零件輪廓的完整性（xìng）和表麵質量，加工外輪廓時, 應在刀補建立完成（chéng）之後，以切線切入的方式切入工（gōng）件，執行（háng）刀補後，應在切線方向切出工件（jiàn）後再取（qǔ）消刀補; 如（rú）國無法沿切線（xiàn）切入切出時( 如型腔), 可采用過渡（dù）圓弧（hú）切入和切出的方式（shì）, 否則容易產生切除不完全、過切或（huò）刀痕（hén）。

　　（6）為避免在建立刀補和取消刀補時產生過（guò）切現象，刀具半徑補償建立與取消程（chéng）序段的起點與終點最好與補償方向位於同側。

　　（7）內（nèi）輪廓刀補的建立和取消。在銑削內輪廓（kuò）的時候, 刀（dāo）具移動受到限製，可先建立刀具半徑補償，然後下刀、取消刀具半（bàn）徑補償（cháng）時應先提刀再取消（xiāo）補償。但須注意的是（shì），在建立（lì）刀補時，控（kòng）製係統要連續讀入兩段平麵位移指令，才能計算出正確的刀具中心的偏（piān）置，即在建立刀補（bǔ）後的程序段中不能插入（rù）兩個或兩個以上沒有XY 坐標移動的程序段, 否則會造成（chéng）過（guò）切。如：

……

N20 G00 X-50 Y-50；

N30 G17 G41 G01 X-30 Y-30 F150 D01;

N40 Z5;

N50 Z-5;

N60 Y30;

……

程序從N30 開始（shǐ）建立刀補，N30 和N40 都為Z 方向的位移（yí），XY均未移動（dòng），應將程序改為：

……

N20 G00 X-50 Y-50;

N30 G17 G41 G01 X-30 Y-30 F150 D01;

N40 Z-5;

N50 Y30;

……

4、應用技巧

　　（1）由於刀具（jù）的磨損或因換刀引起的刀具半徑變化時，不必重新編程，隻需修改相應的刀補（bǔ）值即可。刀具在磨（mó）損的情況下仍然能夠加工出規（guī）格一致的（de）工件。

　　（2）利用刀具半徑補償（cháng）實現粗、精加工。刀補表（biǎo）中的半徑值是確定刀具補償量的，可用同一程序通過修改刀補值（zhí）對零件實現粗、精加工。按零件輪廓編程後，將刀補表中D 賦值，設（shè）為R+Δ，R 為刀具半徑，Δ 為精加工餘量。在精（jīng）加工時，將D 賦值為R，完成對零件的粗、精加工。

　　（3）控（kòng）製輪廓尺寸精度。在實際加工中材料存在讓刀現象，對（duì）精度要求高的尺寸在精加工之後可能還存在偏差，達不到公差要求，通過（guò）檢（jiǎn）測計（jì）算（suàn）出修正值（zhí），然後修改（gǎi）刀補值進行補（bǔ）償加工，從而提高加工精度。

5、結論

刀具半徑補償在數控銑床中有著十（shí）分重要的作用（yòng）和（hé）地（dì）位，是應用最廣最重要的指令。正（zhèng）確（què）、靈活地使用刀具半徑補（bǔ）償功（gōng）能，是簡化編程和提高零件精度的有效保證。

參考文（wén）獻：

[1] 韓玉勇. 數控機床（chuáng）與（yǔ）編程[M]. 北京: 國防工業出版社,2009.

[2] 羅瑞琳. 數控銑削加工中刀具（jù）半徑補償的應用及注意事項[J]. 廣西: 裝備製（zhì）造技術,2006.

[3] 彼得·斯密（mì）德[ 美]. 數控編程（chéng）手冊[K]. 化學工業出版社,2005.

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