李益平

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

引言

采用尖角車刀對(duì)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(dāng)?shù)毒咛舛M(jìn)給速度又較大時(shí)，一般的輪廓車削將產(chǎn)生車螺紋的效果即使減小進(jìn)給速度，也會(huì)影響到加工表面的粗糙度。為此，在數(shù)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(bǔ)償?shù)脑?/h2>

為簡(jiǎn)化編程，通常將車刀刀尖看作是一個(gè)點(diǎn)—假想刀尖點(diǎn)P（見(jiàn)圖1）。在車端面時(shí)，用B點(diǎn)切削，刀尖圓弧的實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的Z坐標(biāo)值相同；車外圓柱表面和內(nèi)圓柱孔時(shí)，用A點(diǎn)切削，實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的X坐標(biāo)值相同。刀尖圓弧不影響工件尺寸及形狀，因此，車端面和內(nèi)外圓柱表面時(shí)不需要對(duì)刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)加工軌跡與機(jī)床軸線不平行（斜線或圓弧時(shí)），則實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)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(diǎn)P編程的進(jìn)給軌跡為圖中輪廓線，圓弧刀尖的實(shí)際切削軌跡為圖中斜線所示，會(huì)造成少切或過(guò)切現(xiàn)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(bǔ)償?shù)哪康木褪菫榱私鉀Q刀尖圓弧可能引起的加工誤差。

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)

2.1 補(bǔ)償指令

為了規(guī)范零件編程，ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)?shù)毒哐鼐幊誊壽E前進(jìn)方向左側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為左刀補(bǔ)，用G41表示；反之，沿編程軌跡前進(jìn)方向右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為右刀補(bǔ)，用G42表示，如圖3所示。取消刀具半徑補(bǔ)償用G40表示。G40必須和G41或G42成對(duì)使用。

刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^(guò)程：

（1）刀補(bǔ)的建立：就是當(dāng)?shù)毒邚钠瘘c(diǎn)接近工件時(shí)，刀具中心從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。

（2）刀補(bǔ)進(jìn)行：在 G41，G42 程序段執(zhí)行后，刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量，直到刀補(bǔ)取消。

（3）刀補(bǔ)的取消：即刀具離開(kāi)工件，刀具中心軌跡過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)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(jiàn)圖3）。如果按刀尖圓弧中心編程，則選用0或 9。

2.3 FANUC OI數(shù)控車床刀具半徑補(bǔ)償功能的設(shè)置

以FANUC OI數(shù)控系統(tǒng)車床為例說(shuō)明設(shè)置刀尖半徑補(bǔ)償值的方法，按MDI鍵盤上的OFFSET/SETING鍵，調(diào)整到幾何形狀補(bǔ)償對(duì)話框，如圖4所示：

如1號(hào)刀具的刀尖半徑為0.2，刀尖方位編號(hào)為3，設(shè)置刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)先將光標(biāo)調(diào)整到R下面的位置，在數(shù)據(jù)輸人緩沖區(qū)輸人0.2，按INPUT鍵輸人數(shù)據(jù)，然后再將光標(biāo)調(diào)整到T下面的位置，在數(shù)據(jù)輸人緩沖區(qū)輸人刀尖方位編號(hào)3，按INPUT鍵，完成刀尖圓角補(bǔ)償設(shè)置，編程時(shí)通過(guò)調(diào)用半徑補(bǔ)償指令來(lái)執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償功能。

3 刀具半徑補(bǔ)償在圓弧加工中的應(yīng)用

加工圖5所示的零件，設(shè)刀尖圓角半徑為0.2，車床刀架為前置刀架，刀尖方位角為3。根據(jù)以上方法設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償參數(shù)，加工程序如下：

O0001；

N10 M03 S600；

N20 T0101；

N30 G00 X50 Z100；

N40 G00 X0 Z5；

N50 G01 G42 Z0 f0.1；

N60G03U24W-24 R15；

N70 G02 X26 Z-31 R5；

N80 G01 Z-40；

N90 G00 X30；

N100 G42 X50 Z100；

N110M05；

N120M02；

在調(diào)用半徑補(bǔ)償指令后，加工精度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。由于在加工中應(yīng)用了刀尖半徑補(bǔ)償功能，零件圓弧部分的誤差都大大地減小了。

4 結(jié)語(yǔ)

刀具補(bǔ)償功能的主要作用在于簡(jiǎn)化零件的數(shù)控編程加工，即編程者無(wú)需考慮刀具的形狀尺寸，按零件的輪廓尺寸編程。在加工前，操作者把圓弧半徑作為補(bǔ)償參數(shù)輸人數(shù)控系統(tǒng)。加工時(shí)，通過(guò)調(diào)用刀補(bǔ)值，自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而保證零件的加工精度。

[1]高風(fēng)英主編.數(shù)控機(jī)床編程與操作切削技術(shù).南京：東南大學(xué)出版社，2009.3

[2]蔡蘭，王霄主編.數(shù)控加工工藝學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.3

[3]李家杰主編.數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)用教程，南京：東南大學(xué)出版社，2005年