楊海利

摘 要：本文介紹了一種數(shù)控車床在加工曲面時(shí)，不使用刀尖半徑補(bǔ)償并借助繪圖軟件的編程方法。

關(guān)鍵詞：繪圖軟件；軌跡；刀尖半徑；編程

目前，數(shù)控車刀床的編程點(diǎn)有2種，一種是假想編程點(diǎn)P——不使用刀尖半徑補(bǔ)償；另一種是編程點(diǎn)為刀尖圓心P——使用刀尖半徑補(bǔ)償（如圖1所示）。

目前在數(shù)控車削加工中，普遍使用刀尖半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ň幹棋F面、圓弧面及曲面時(shí)，就會(huì)避免造成過(guò)切或欠切現(xiàn)象，可有效保證加工精度，但必須明確數(shù)控車刀刀尖方向及刀尖半徑補(bǔ)償是左補(bǔ)償還是右補(bǔ)償。

而在一些沒(méi)有刀尖半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控車床中，并且在一些特定的形狀不能使用刀尖半徑補(bǔ)償功能的情況下，在加工過(guò)程中只能采用不使用刀尖半徑補(bǔ)償編程才能保證加工精度，此種方法對(duì)操作者的技能要求不高但必須掌握一定的編程技巧。

1 刀尖圓弧半徑在加工過(guò)程中對(duì)工件的影響

目前使用的數(shù)控車刀基本上都是機(jī)夾刀，刀尖均有圓角，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化：0.1，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.4等。數(shù)控車床是按刀尖對(duì)刀的，在實(shí)際加工中對(duì)刀刀尖的位置是一個(gè)假想刀尖，編程時(shí)是按假想刀尖軌跡編程，即工件輪廓與假想刀尖重合。

加工件在車削內(nèi)外圓柱面、端面時(shí)是由X軸或Z軸的對(duì)刀點(diǎn)在切削，所以實(shí)際切削刃的軌跡與工件輪廓軌跡一致，無(wú)形狀誤差產(chǎn)生；而在車削錐面或圓弧面時(shí)，實(shí)際起作用的切削刃卻是刀尖圓弧各切點(diǎn)，而不是X軸或Z軸的對(duì)刀點(diǎn)在切削，如果不使用刀尖半徑補(bǔ)償編程加工就會(huì)引起加工表面形狀誤差，在正象限——欠切，負(fù)象限——過(guò)切，并在45°和135°方向上為最大值，在0°和90°方向上為0（見(jiàn)圖2所示），曲面亦是如此。

2 加工曲面不使用刀尖半徑補(bǔ)償?shù)木幊谭椒?/p>

以我公司一零件的曲面為例如圖3中粗實(shí)線所示，此曲線由3段圓弧、1段錐面和1段豎直線組成。精車時(shí)使用數(shù)控車刀為35度內(nèi)孔車刀，使用的數(shù)控車刀刀尖半徑R為0.4mm。在編程時(shí)如果不采用刀尖半徑補(bǔ)償編程或相應(yīng)合理的編程方法，則會(huì)容易出現(xiàn)實(shí)際加工輪廓（圖3中的細(xì)實(shí)線）與圖紙要求零件的輪廓（圖3中的粗實(shí)線）差距很大，尤其是新學(xué)編程的人員易出現(xiàn)類似的問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，介紹一種不采用刀尖半徑補(bǔ)償而借用繪圖軟件編程的方法，編制過(guò)程方便、快捷、準(zhǔn)確，以下是借用繪圖軟件針對(duì)曲面編程的具體步驟：1）利用繪圖軟件按圖紙要求繪制出圖形如圖4中的1#粗實(shí)線，此曲線為零件的實(shí)際加工軌跡，也是圖紙要求零件輪廓；2）將1#線整體等距偏置0.4mm得到3#虛線；3）將3#虛線沿X軸方向平移-0.4mm得到4#虛線；4）將4#虛線沿Z軸方向平移+0.4mm得到2#細(xì)實(shí)線，此線為最終假想編程點(diǎn)P的編程軌跡；5）在繪圖軟件中驗(yàn)證編程軌跡與實(shí)際加工軌跡關(guān)系是否正確，如圖5所示；6）利用繪圖軟件根據(jù)2#細(xì)實(shí)線采點(diǎn)編程。

上述方法，在數(shù)控車床中適用于各種不規(guī)則曲面的程序編制，但在繪圖編制程序時(shí)有以下幾個(gè)方面需要注意：1）使用繪圖軟件繪制零件圖時(shí)，必須是1∶1比例繪制，繪圖的編程原點(diǎn)必須與實(shí)際加工時(shí)對(duì)刀的原點(diǎn)保持一致；2）圖4所示圖形由1#粗實(shí)線到3#虛線等距偏置的距離必須是當(dāng)前使用的數(shù)控車刀刀尖圓弧半徑R；3）圖4所示圖形由3#虛線到4#虛線、4#虛線到2#細(xì)實(shí)線平移距離必須是當(dāng)前使用的數(shù)控車刀刀尖圓弧半徑R，具體平移的方向見(jiàn)圖6所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種數(shù)控車床加工曲面的編程方法，有效的解決了一些年代較早并不具備刀尖半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控車床的曲面編程問(wèn)題、編程時(shí)易出現(xiàn)刀尖所在象限判斷錯(cuò)誤問(wèn)題以及數(shù)控車中特殊曲面的編程問(wèn)題，是一種較簡(jiǎn)便較實(shí)用的編程方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝曉紅主編.數(shù)控車削編程與加工技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社.

[2] 趙勇.對(duì)于數(shù)控車刀刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)恼J(rèn)識(shí)[J].機(jī)械儀表，2009.

[3] 丁海輝.刀具補(bǔ)償在數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2008（5）.