數控車床的刀尖半徑補償分析及應用

2010-07-17 08:41:12李益平

中國新技術新產品 2010年12期

李益平

（江蘇省交通技師學院，江蘇鎮江 212006）

引言

采用尖角車刀對加工及編程都很方便，但由于刀具越尖就越容易磨損，并且當刀具太尖而進給速度又較大時，一般的輪廓車削將產生車螺紋的效果即使減小進給速度，也會影響到加工表面的粗糙度。為此，在數控切削加工中，一般把刀尖磨成圓弧形的切削刃。

1 刀具半徑補償的原因

為簡化編程，通常將車刀刀尖看作是一個點—假想刀尖點P（見圖1）。在車端面時，用B點切削，刀尖圓弧的實際切削點與理想刀尖點的Z坐標值相同；車外圓柱表面和內圓柱孔時，用A點切削，實際切削點與理想刀尖點的X坐標值相同。刀尖圓弧不影響工件尺寸及形狀，因此，車端面和內外圓柱表面時不需要對刀尖圓弧半徑進行補償。當加工軌跡與機床軸線不平行（斜線或圓弧時），則實際切削點與理想刀尖點之間在X、Z軸方向都存在位置偏差，如圖2所示。以理想刀尖點P編程的進給軌跡為圖中輪廓線，圓弧刀尖的實際切削軌跡為圖中斜線所示，會造成少切或過切現象，造成了加工誤差。刀尖圓弧半徑R越大，加工誤差越大。刀尖半徑補償的目的就是為了解決刀尖圓弧可能引起的加工誤差。

2 刀具半徑補償的實現

2.1 補償指令

為了規范零件編程，ISO標準規定：當刀具沿編程軌跡前進方向左側運動時，稱為左刀補，用G41表示；反之，沿編程軌跡前進方向右側運動時，稱為右刀補，用G42表示，如圖3所示。取消刀具半徑補償用G40表示。G40必須和G41或G42成對使用。

刀具半徑補償的工作過程：

（1）刀補的建立：就是當刀具從起點接近工件時，刀具中心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。

（2）刀補進行：在 G41，G42 程序段執行后，刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量，直到刀補取消。

（3）刀補的取消：即刀具離開工件，刀具中心軌跡過渡到與編程軌跡重合的過程。

2.2 刀尖方位的確定

假想刀尖的方位有8種位置可以選擇（見圖3）。如果按刀尖圓弧中心編程，則選用0或 9。

2.3 FANUC OI數控車床刀具半徑補償功能的設置

以FANUC OI數控系統車床為例說明設置刀尖半徑補償值的方法，按MDI鍵盤上的OFFSET/SETING鍵，調整到幾何形狀補償對話框，如圖4所示：

如1號刀具的刀尖半徑為0.2，刀尖方位編號為3，設置刀尖半徑補償時先將光標調整到R下面的位置，在數據輸人緩沖區輸人0.2，按INPUT鍵輸人數據，然后再將光標調整到T下面的位置，在數據輸人緩沖區輸人刀尖方位編號3，按INPUT鍵，完成刀尖圓角補償設置，編程時通過調用半徑補償指令來執行刀具半徑補償功能。