數(shù)控機床加工中的刀具補償技術(shù)
一炕常、刀具補償?shù)奶岢觯?/p>
用立銑刀在數(shù)控機床上加工工件浸剩,可以清楚看出刀具中心運動軌計與工件輪廓不重合零渐,這是因為工件輪廓是立銑刀運動包絡形成的擦盾。立銑刀的中心稱為刀具的刀位點(4嘲驾、5坐標數(shù)控機床稱為刀位矢量),刀位點的運動軌計即代表刀具的運動軌跡迹卢。在數(shù)控加工中辽故,是按工件輪廓尺寸編制程序徒仓,還是按刀位點的運動軌跡尺寸編制程序,這要根據(jù)具體情況來處理誊垢。
數(shù)控機床立銑刀加工
在全功能數(shù)控機床中掉弛,數(shù)控系統(tǒng)有刀具補償功能,可按工件輪廓尺寸進行編制程序喂走,建立殃饿、執(zhí)行刀補后,數(shù)控系統(tǒng)自動計算兵故,刀位點自動調(diào)整到刀具運動軌跡上帮色。直接利用工件尺寸編制加工程序,刀具磨損折甸,更換加工程序不變瑟哺,因此使用簡單、方便绕众。
經(jīng)濟型數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單瞪卜,售價低,在生產(chǎn)企業(yè)中有一定的擁有量姆已。在經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)中畴文,如果沒有刀具補償功能,只能按刀位點的運動軌跡尺寸編制加工程序急响,這就要求先根據(jù)工件輪廓尺寸和刀具直徑計算出刀位點的軌跡尺寸删猿。因此計算量大、復雜嘱悄,且刀具磨損隅本、更換需重新計算刀位點的軌跡尺寸,重新編制加工程序兼呵。
二兔辅、全功能數(shù)控機床系統(tǒng)中刀具補償:
1.數(shù)控車床刀具補償
數(shù)控車床刀具補償功能包括刀具位置補償和刀具圓弧半徑補償兩方面。在加工程序中用T功能指定击喂,T***X中前兩個XX為刀具號维苔,后兩個XX為刀具補償號,如T0202懂昂。如果刀具補償號為00介时,則表示取消刀補。
×璞颉(1)刀具位置補償?shù)毒吣p或重新安裝刀具引起的刀具位置變化沸柔,建立、執(zhí)行刀具位置補償后,其加工程序不需要重新編制褐澎。辦法是測出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲器內(nèi)会钝,程序執(zhí)行刀具補償指令后,刀具的實際位置就代替了原來位置乱凿。
如果沒有刀具補償忘当,刀具從0點移動到1點芯妇,對應程序段是N60G00C45X93T0200帝璃,如果刀具補償是X=+3,Z=+4肃刁,并存入對應補償存儲器中茎陪,執(zhí)行刀補后,刀具將從0點移動到2點孙泵,而不是1點烫王,對應程序段是N60G00X45Z93T0202。
〕缟蟆(2)刀具圓弧半徑補償編制數(shù)控車床加工程序時靠鸦,車刀刀尖被看作是一個點(假想刀尖P點),但實際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度任汪,車刀刀尖被磨成半徑不大的圓惶ξ (刀尖AB圓弧)枷窿,這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差避归。另一方面,刀尖圓弧所處位置管呵,車刀的形狀對工件加工也將產(chǎn)生影響梳毙,而這些可采用刀具圓弧半徑補償來解決。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位捐下,用參數(shù)0~9表示账锹,P點為理論刀尖點。
】澜蟆(3)刀補參數(shù)每一個刀具補償號對應刀具位置補償(X和Z值)和刀具圓弧半徑補償(R和T值)共4個參數(shù)奸柬,在加工之前輸入到對應的存儲器,CRT上顯示啤握。在自動執(zhí)行過程中鸟缕,數(shù)控系統(tǒng)按該存儲器中的X、Z排抬、R懂从、T的數(shù)值,自動修正刀具的位置誤差和自動進行刀尖圓弧半徑補償蹲蒲。
加工中心悄函、數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng),刀具補償功能包括刀具半徑補償磅芬、夾角補償和長度補償?shù)鹊毒哐a償功能山顶。
(1)刀具半徑補償(G41着癞、G42好员、G40)刀具的半徑值預先存入存儲器HXX中,XX為存儲器號役霍。執(zhí)行刀具半徑補償后略尘,數(shù)控系統(tǒng)自動計算,并使刀具按照計算結(jié)果自動補償磷尊。刀具半徑左補償(G41)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方怯漾,刀具半徑右補償(G42)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方。取消刀具半徑補償用G40豹女,取消刀具半徑補償也可用H00摹削。
使用中需注意:建立、取消刀補時拷肌,即使用G41到旦、G42、G40指令的程序段必須使用G00或G01指令廓块,不得使用G02或G03,當?shù)毒甙霃窖a償取負值時厢绝,G41和G42的功能互換。
刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式带猴。由于B功能刀具半徑補償只根據(jù)本段程序進行刀補計算昔汉,不能解決程序段之間的過渡問題,要求將工件輪廓處理成圓角過渡拴清,因此工件尖角處工藝性不好靶病,C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接,可完全按照工件輪廓來編程口予,因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償娄周。這時要求建立刀具半徑補償程序段的后續(xù)兩個程序段必須有指定補償平面的位移指令(G00、G01沪停,G02煤辨、G03等),否則無法建立正確的刀具補償盒止。
〗南恰(2)夾角補償(G39)兩平面相交為夾角,可能產(chǎn)生超程過切,導致加工誤差扇殃,可采用夾角補償(G39)來解決鲤境。使用夾角補償(G39)指令時需注意,本指令為非模態(tài)的投戴,只在指令的程序段內(nèi)有效丛疲,只能在G41和G42指令后才能使用。
∩姨(3)刀具長度偏置(G43砍毡、G44、G49)利用刀具長度偏置(G43粤街、G44)指令可以不改變程序而隨時補償?shù)毒唛L度的變化剩症,補償量存入由H碼指令的存儲器中。G43表示存儲器中補償量與程序指令的終點坐標值相加职颜,G44表示相減,取消刀具長度偏置可用G49指令或H00指令嫌变。程序段N80G43Z56H05與中吨艇,假如05存儲器中值為16,則表示終點坐標值為72mm腾啥。
存儲器中補償量的數(shù)值东涡,可用MDI或DPL預先存入存儲器,也可用程序段指令G10P05R16.0表示在05號存儲器中的補償量為16mm倘待。
三疮跑、經(jīng)濟型數(shù)控機床中刀具軌跡的計算:
經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng),如果沒有刀具補償指令凸舵,則只能計算出刀位點的運動軌跡尺寸祖娘,然后按此編程,或者進行局部補償加工啊奄。
1.刀具中心(刀位點)軌跡的計算
在需要計算刀具中心軌跡的數(shù)控系統(tǒng)中渐苏,要算出與零件輪廓的基點和節(jié)點對應的刀具中心上基點和節(jié)點的坐標。用φ8立銑刀加工工件曲線時的刀具中心運動軌跡菇夸∏砀唬可以看出,刀具運動軌跡是零件輪廓的等距線泻漏,由零件輪廓和刀具半徑可求出翎噩。
直線的等距線方程:
所求等距線在原直線上邊時,取“+”號哆念,反之取“-”號治弯。
圓的等距線方程:
所求等距線為外等距線時,取“+”號,反之取“-”號亮钩。
求解等距線上的基點坐標暖娃,只需將相關(guān)等距線方程聯(lián)立求解。例求3′點的坐標巢驶,2點坐標(40力浅,85),3點坐標(70个滓,105)叭痰。
A=y2-y3=-20
B=x3-x2=30
C=x3y2-ybx2=1750
求出圓心坐標為(85,105)尼可。
兩等距線方程聯(lián)立:
-20x+30y=1750+144.222
(x-85)+(y-105)=(15+4)
解出x=66.134y=107.231
即3′點的坐標為(66.34斥滤,107.231),刀具中心軌跡上其他基點或節(jié)點的坐標用相同的方法可求出勉盅,然后按此編程佑颇。
2.數(shù)控車床假想刀尖點的偏置計算
在數(shù)控車削加工中,為了對刀方便草娜,常以假想刀尖P點來對刀挑胸。如果沒有刀尖圓弧半徑補償,在車削錐面或圓弧時宰闰,會產(chǎn)生欠切現(xiàn)象茬贵。當零件精度要求較高且有錐面或圓弧時,解決辦法為:計算刀尖圓弧中心軌跡尺寸移袍,然后按此編積解藻,進行局部補償計算。
在車削維面時葡盗,由于刀尖圓弧半徑r引起的刀位補償量螟左。采用在Z向和X向同時進行刀具位置補償時,實際刀刃與工件接觸點A移動到編程時刀尖設定點P上戳粒,r的補償量可按下式計算:
在編制加工工件錐面程序時路狮,其基點坐標為工件輪廓基點坐標(Z和X)加上刀尖圓弧半徑r的補償量(Dz和DX),這樣就解決了沒有刀尖圓弧半徑補償?shù)膯栴}恼芙。
四结晒、結(jié)論:
在數(shù)控加工中,由于刀尖有圓弧,工件輪廓是刀具運動包絡形成龟冻,因此刀位點的運動軌跡與工件的輪廓是不重合的碎准。在全功能數(shù)控系統(tǒng)中,可應用其刀具補償指令陋抵,按工件輪廓尺寸焚怨,很方便地進行編程加工武敦。在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中,可以根據(jù)工件輪廓尺寸铺描、刀具等計算出刀位點的運動軌跡使义,按此編程,也可按局部補償?shù)姆椒▉斫鉀Q蟆导。
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