王鑫盛 宋澗金 洪翔

數(shù)控機床主要就是應(yīng)用數(shù)字程序來進(jìn)行機床控制來進(jìn)行生產(chǎn)制造的一種機械設(shè)備。在進(jìn)行零部件加工的過程中，零部件的外形并不是刀架中的刀位點的運動軌跡，所以在進(jìn)行加工制造的過程中應(yīng)該充分考慮到工件的輪廓外形與刀具幾何形狀來計算確定刀位點的運動軌跡，從而可以滿足加工制作的需要。

刀具補償;數(shù)控銑削;編程加工;應(yīng)用

1 刀具補償概述

刀具補償主要包含了長度補償與半徑補償兩個方面。

1.1 刀具半徑補償

數(shù)控程序主要是按照零件輪廓尺寸來進(jìn)行編制確認(rèn)的。因為刀具自身所存在有一定的半徑尺寸，所以在刀位點運動的過程中其路徑并不是零件的輪廓尺寸，而是需要刀具自動的運行刀具半徑尺寸，這種偏移就是我們通常所說的半徑補償。（1）刀具半徑補償指令。刀具半徑左補償：G41G00/G01X_Y_Z_D_F_。刀具半徑右補償：G42G00/G01X_Y_Z_D_F_。取消刀具半徑補償：G40G00/G01X_Y_Z_。（2）G41、G42指令的判斷方法。如下圖1中所示，在垂直方向中，輪廓處于平面第三軸的正向中，從刀具的進(jìn)給方向中可以發(fā)現(xiàn)，如果刀具處在了輪廓的左側(cè)位置上，此時就稱之為左補償，即左刀補;如果處于輪廓的右側(cè)則稱之為右補償，即右刀補。，即左刀補[如圖1];如果處于輪廓的右側(cè)則稱之為右補償，即右刀補[如圖2]。

1.2 刀具長度補償

數(shù)控機床主要是通過控制刀架在坐標(biāo)系內(nèi)的運動來完成零件的加工，一般都需要多種刀具來輪換使用才能達(dá)到最終的要求，而刀具長度也存在很大的差異。即便是尺寸安全一致的刀具應(yīng)用到一臺數(shù)控機床中，刀尖所處的位置也是不同的。

2 刀具補償?shù)淖饔?/p>

2.1 提高了刀具的適應(yīng)性

在數(shù)控銑床加工中.刀具是處于不斷磨損、更換中的，應(yīng)用刀具補償能夠減小因刀具磨損、更換、偏移而造成的誤差，有效提高數(shù)控銑床的加工精度。假設(shè)原數(shù)控機床刀具補償值為x.z，經(jīng)過一段時間的機械加工.刀具產(chǎn)生一定的偏差量，即ox.az，則新的刀具補償值為（X-.X），（Z2）.僅需要對變化量進(jìn)行調(diào)整，而不需要重新設(shè)置數(shù)控控制程序。刀具磨損也可以使用該方法進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)毒吒鼡Q時，操作人員可使用新刀具的刀具補償值替代現(xiàn)有的刀具補償值，從而改善因數(shù)控機床刀具磨損、更換、偏移造成的加工精度降低的問題，提高機床刀具的適應(yīng)性.簡化數(shù)控機床操作。

2.2 有助于實現(xiàn)加工件粗精加工

調(diào)整加工精度是機械零件加工中的常規(guī)操作，也是提高機械加工效益的必要措施之一。在調(diào)整加工精度過程中，如人為設(shè)置刀具中心與工件輪廓的偏置值，而非根據(jù)實際偏差值，則加工的零件精度較低[1]。即粗加工。在粗加工過程中，可在刀具實際半徑的基礎(chǔ)上加上精加工余量作為刀具半徑補償值。在精加工過程中，操作人員只需要愉入刀具實際半徑值即可進(jìn)行粗精加工的轉(zhuǎn)換。具體補償轉(zhuǎn)換方法為：先通過人工方式輸入刀具半徑補償值.包括刀具半徑補償和加工余量，即可完成粗加工的刀具的設(shè)置：在精加工時，操作人員可在粗加工的基礎(chǔ)上輸入微調(diào)量.即可實現(xiàn)粗加工向精加工的轉(zhuǎn)換。在實際操作中，微調(diào)量應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行確定，可在粗加工后進(jìn)行實際測量，如粗加工尺寸大于精加工尺寸則調(diào)整量為正值。如粗加工尺寸小于精加工尺寸則調(diào)整量為負(fù)值。通過刀具偏差補償?shù)姆绞綄?shù)控機床偏差進(jìn)行調(diào)整，不但簡化了數(shù)控銑床編程，降低了機床操作難度.而且提高了加工精度，確保了機械加工質(zhì)量。

3 刀具補償應(yīng)用實例

3.1 刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用及實例

使用同一段程序開始進(jìn)行零件加工制造。（1）在粗加工階段，在進(jìn)行刀具補償設(shè)計中應(yīng)該包含刀具半徑與精加工余量。（2）精加工過程中，應(yīng)該將刀具補償尺寸設(shè)定為刀具半徑尺寸。例如：按照開始進(jìn)行零件加工，用Φ25立銑刀設(shè)置不同的補償尺寸來開始凸臺加工制作，精加工留3mm余量。

3.2 程序如下

O1841（主程序）G17G54G90G40G49G21→M03S1200→G00X65Y0Z50→Z2→G01Z-5F150→G41G00X30D01M98P0001（粗加工）G40X65→G41G00X30D02（D02=刀具半徑=12.5）M98P0001（精加工）G40X65→G00Z50→M05→M30→O0001（子程序）→G01Y-20→G02X20Y-30R10→G01X-20G02→X-30→Y20→R10→G01Y20→G02X-20Y30R10→G01X20→G02X30Y20R10G01Y0→M99使用同一程序開始進(jìn)行凹凸型的加工。（1）外廓尺寸加工應(yīng)該設(shè)置刀具偏置尺寸來開始加工。（2）內(nèi)廓形狀加工中，可以通過設(shè)置偏置值來開始內(nèi)側(cè)尺寸加工。例如：中加工60×60槽，其與路線完全相同，此時可以使用子程序00001，應(yīng)用不同的刀具補償方式可以達(dá)到最終尺寸的需要。程序如下：O1842→G17G54G90G40G49G21→→M03S1200→G00X0Y0Z50→Z2→G01Z-5F120G42G01X30D01→M98P0001（粗加工）→G40X0（取消刀具半徑補償）→G42G01X30D02（D02=刀具半徑=12.5）→M98P0001（精加工）→G40X0→G00Z50→M05→M30。

3.3 刀具半徑補償使用注意事項

（1）刀具補償主要就是在加工的過程中刀尖位置移動到零件位置之后，其應(yīng)該從刀具中心編程偏移刀具半徑尺寸。在建立與取消刀具補償時，應(yīng)該確保在相同一側(cè)來進(jìn)行，從而防止出現(xiàn)刀具干涉的情況。（2）半徑補償?shù)慕⑴c取消是利用G00或G01程序指令來實現(xiàn)的。在應(yīng)用G00指令時，應(yīng)該先設(shè)置刀具補償，然后才能根據(jù)需要進(jìn)行補償?shù)娜∠＃?）建立或取消半徑補償?shù)倪^程中，應(yīng)該選擇合理的方式來進(jìn)行。此時可以根據(jù)需要在程序中加入一些圓弧輔助程序命令，從而實現(xiàn)圓弧切入與切出。（4）刀具補償時，應(yīng)該防止出現(xiàn)刀具過切的情況存在，通常在程序編制的過程中，不能存在有兩段或者兩段以上的非補償平移命令存在。

結(jié)論：

簡而言之，文章結(jié)合實際，將刀具補償技術(shù)為研究對象，深入分析該技術(shù)在數(shù)控銑削編程加工中的應(yīng)用要點，實踐可知，通過刀具補償技術(shù)的應(yīng)用，能夠克服數(shù)控銑削編程中遇到的難點問題，給數(shù)控銑削編程加工的工作效率起到了促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]高秀蘭.利用數(shù)控機床刀具補償功能編程的技巧[J].工具技術(shù)，2019（09）：019.

[2]秦曼華，謝學(xué)浩.巧用數(shù)控機床刀具補償功能[J].機械工程師，2017（03）：041.

[3]肖愛武.數(shù)控加工中刀具補償功能的應(yīng)用[J].機械工程師，2018（05）：016.