1刀具半徑補償

1.1刀位點的概念

刀位點是在編制加工程序時用以表不刀具位置的特殊點。對于端銑刀、立銑刀和鉆頭來說，是指它們的底而中心;對于球頭銑刀，是指球頭中心。數(shù)控加工程序控制刀具的運動軌跡，實際上是控制刀位點的運動軌跡

1.1.1刀具補償

在零件的加工程序中，常常需要應(yīng)用多把刀，每一把刀的半徑和長度等級和參數(shù)都可能不一樣，如果按每把刀的參數(shù)進行編程，會非常麻煩。為了反映刀具參數(shù)的差異，需要確定一個基準點或一把基準刀，我們只需要找到每把刀的刀位點具位置相對于基準點或標(biāo)準刀具的偏移量，通過CAD/CAM軟件直接進行補償計算或通過數(shù)控系統(tǒng)的控制器進行補償計算，并按計算軌跡控制刀具的運動，加工出所需要的零件輪廓。

刀具的補償包括長度補償和半徑補償，本文主要論述刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用。

1.1.2刀具的半徑補償

在數(shù)控銑床上進行輪廓加工時，囚為銑刀總有一定的半徑(稱為刀具半徑)，所以在零件輪廓加工過程中刀具中心(刀心)軌跡和工件輪廓不重合。如不考慮刀具半徑，直接按照工件輪廓編程是比較方便的，而加工出的零件尺寸比圖樣要求小了一圈(加工外輪廓時)，或大了一圈(加工內(nèi)輪廓時)，為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個刀具半徑，這就是所謂的刀具半徑補償

數(shù)控銑削加工刀具半徑補償分為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償，分別用G41和G42定義。根據(jù)ISO標(biāo)準，沿刀具前進方向當(dāng)?shù)毒咧行能壽E位于零件輪廓右邊時，稱為刀具半徑右補償。反之稱為刀具半徑左補償。當(dāng)不需要進行刀具半徑補償時.則用G40取消刀具半徑補償（如圖1所示）。

2 CAM系統(tǒng)中刀具半徑補償?shù)脑O(shè)定

不同的CAM系統(tǒng)刀具半徑補償有不同的設(shè)定方法，在MASTER CAM中銑刀的補償有四個選項:computer(計算機補償),control(控制器補償) ,wear(磨損補償),reverse wear(反向磨損補償)，補償方向(Compensation Direction)有兩個選項:Left(左補償),Right(右補償)，如圖2所示。

1).COMPUTER當(dāng)設(shè)置在計算機里作補償時，在數(shù)控系統(tǒng)的控制器里補償應(yīng)設(shè)置為關(guān)(或設(shè)置刀具半徑值為0)，此時，在CAM系統(tǒng)得到的NCI文件中的坐標(biāo)就是實際加工時刀具刀位點的坐標(biāo)，井且經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮笾锰幚淼玫降腘C文件中不會出現(xiàn)刀具補償指令。

2).CONTROL當(dāng)設(shè)置在控制器里作補償時，在數(shù)控系統(tǒng)的控制器里補償應(yīng)設(shè)置為開。經(jīng)過后置處理生成的NC文件中將出現(xiàn)刀具半徑補償指令(G41, G42 ,G40) ,而補償量要通過數(shù)控系統(tǒng)進行設(shè)置。

3).WEAR,REVERSE WEAR在實際加工中可以同其他方法達到同樣的效果.不再贅述.

3刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用

3.1改變刀具半徑補償值適應(yīng)刀具的變化

雖然CAD/CAM自動編程的計算量小，生成程序的速度快，但在零件的自動加工過程中，刀具的磨損、重磨其至更換經(jīng)常發(fā)生，刀具由十磨損向使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。這時我們應(yīng)用刀具半徑補償可以很好地解決這個問題。在CAM中選擇在控制器(CONTROL)中補償，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進行編程，這種編程方法也稱為對零件的編程。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都設(shè)置有若干個可編程刀具半徑偏置寄存器，并對其進行編號，專供刀具補償之用，可將刀具補償參數(shù)(刀具長度、刀具半徑等)存入這此寄存器中。在進行數(shù)控編程時，只需調(diào)用所需刀具半徑補償參數(shù)所對應(yīng)的寄存器編號即可。實際加工時，數(shù)控系統(tǒng)將該編號對應(yīng)的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出，對刀具中心軌跡進行補償計算，生成實際的刀具中心運動軌跡，完成對零件的加工。

在零件加工過程中，假設(shè)原來設(shè)置的刀具補償值為r，經(jīng)過一段時間的加工后，刀具半徑的減小量為△，此時，可以修改該刀具的刀具補償值:由原來的r改為r-△，而不必改變原有的程序即可滿足加工要求。

3.2應(yīng)用刀具半徑補償進行加工余量的處理

加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有工序余量和加工余量之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差;加工余量是毛壞尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差，它等十各工序余量之和。在此，我們應(yīng)用CAD/CAM軟件，在作圖時通常得到的是最終的零件圖，故對于一個加工工序，我們更關(guān)心總余量。

在進行加工余量處理前，應(yīng)先找出總余量，其方法有很多，如:分析計算法、經(jīng)驗法、查表修正法等，在此不再贅述。現(xiàn)假設(shè)己找到總余量為△，加工時選擇的刀具半徑為R，在CAM中如設(shè)定刀具半徑R，經(jīng)過半徑補償后，在零件上不會有加工余量;但如果我們在設(shè)置刀具參數(shù)時將刀具的半徑設(shè)定為R+△，經(jīng)過半徑補償后，會在零件上留下△的加工余量(如圖3所示)

如我們在做模具加工時，都存在多品種小批量的情況，在加工過程中需要換刀的次數(shù)很多。如果每一次換刀都要去修改數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償值，顯然比較繁瑣，且容易出錯。這時，我們在用CAM系統(tǒng)生成數(shù)控加工程序時，將補償設(shè)定在COMPUTER補償，通過控制CAM系統(tǒng)中的刀具半徑來控制加工中的余量。在加工時按選定的刀具進行加工，數(shù)控系統(tǒng)中的刀具參數(shù)不用作仟何修改。

4結(jié)語

在確認加工零件的二維建模無誤和切削工藝參數(shù)均合理后，若加工出的輪廓尺寸與設(shè)計尺寸稍有偏差，只需在數(shù)控機床上修改刀具的半徑補償值即可，不必重新生成加工程序或更換刀具，從血起到事半功倍的效果。有時，在CAM系統(tǒng)中，也可以通過設(shè)置適當(dāng)?shù)牡毒甙霃街祦磉_到控制加工余量的目的。總之，刀具的半徑補償在數(shù)控加工中有著非常重要的作用，靈活、合理地運用刀具的半徑補償值井結(jié)合刀具補償原理正確編制程序是保證數(shù)控加工有效性、準確性的重要因素。刀具半徑補償在NC加工中的應(yīng)用有非常明顯的優(yōu)點。靈活運用刀具半徑補償，可以大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。