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刀具补偿功能在数控加工中的应用


刀具补偿功能在数控加工中的应用 摘要:为了简化零件的数控加工工程量,使数控程序与刀具形状及 刀具的尺寸无关,NC 系统大都提供刀具补偿功能。 刀具补偿功能在数 控加工中应用非常广泛,其对简化数控程序、降低编程难度以及提高 程序运行效率和提高零件加工精度都具有十分重要的意义。 本文分析 了刀具半径补偿与刀具位置补偿两种形式的影响 ,并介绍了刀具补偿 的方法。 关键词:数控加工 刀具

长度补偿 刀具半径补偿 数控编程 1 刀具补偿概述 目前大多数数控机床都具备刀具自动补偿的功能。 编程人员只需 将需要补偿的数值输入 NCp 在数控系统中,三维刀具半径补偿功能是通过设置专用寄存器来 实现的, 将刀具半径 , 刃口半径等参数存放在刀具寄存器中 ,则编程基 本 格 式 为 ;G1X…Y…Z…I…J…K…, 刀 具 参 数 用 G141 设 置 , 如 G141R…R1=…等。 (2)刀具位置(长度)补偿。刀具长度补偿既可以由手动输入也可以 通过程序实现,通过手动输入一般用于定长刀具的长度补偿,而用于变 长度补偿的一般需要通过程序实现。现代 CNC 系统中,用手动输入方 式一般是在机床操作人员完成前期准备工作后 ,在长度偏置寄存器中 写入刀具长度参数值实现的,程序命令方式主要是通过 G43 和 G44 代 码实现。在实际数控加工过程中 ,合理应用刀具补偿是提高加工质量 的关键环节,下面针对不同的数控系统分析刀具补偿功能在数控加工 中的应用。 2 数控车削中刀具补偿的应用 数控车削中 , 刀具需要连续工作 , 由于换刀或安装 ,以及刀具磨和 刀尖圆弧半径等产生的误差必须需要进行刀补工作。 通常以一把刀具 为基准,以其刀尖位置建立坐标系,这样其他刀具在此坐标系下由于刀 尖位置的偏差应对偏移量进行补偿。在部分机床中 ,刀具的长度补偿 可以通过 T 代码实现。T 代码的命名规则为前两位是刀具号,后两位 为刀具的补偿号。比如 G02X50Z90T0305 为选用 3 号刀具 5 号刀具 补偿。目前大多数的 CNC 系统都具有对刀显微系统,使用补偿指令之 后,无需计算刀尖位置,只需要按照轮廓编程即可。 3 刀具补偿功能在数控铣削中的应用 (1)刀具补偿在内外壁铣削中的应用。数控铣削加工中利用刀具 补偿功能可以很好保证加工的高效与高精度。 (2)刀具补偿轮廓倒圆 角加工中的应用。目前大多 CAD/CAM 软件,如 UG,PRO/E 等都可以 输出高质量的 G 代码,但对于曲面复杂的零件,使用 CAD/CAM 软件可 以提高工作效率 ,对于较为简单的曲面加工 ,手工编程,建立刀补,编写 程序相对于 CAM 软件动辄数小时的自动生成更为方便快捷[4]。 如图 1 所示的零件,两圆两边用直线相切连接形成封闭轮廓,现需在此轮廓 周边倒圆角,圆角半径为 6mm。 首先选择一个三刃立式铣刀,选择刀具入口,建立刀补编写数控程 序,然后加工圆角,使用球头铣刀,建立剖切平面,并编写刀补程序,根据 偏置量,循环铣削,最终完成零件加工。选择直径为 6 的球头铣刀,铣削 的第一层,刀位点在 Z 方向为-6,此时的刀补数值为 3,在铣削的最后一 层,刀位点向法失方向偏移一个圆角的半径值。铣削的第一层到最后 一层可以看成一个四分之一圆,则刀位点在任意时刻的坐标可以通过 简单的几何推导求得。数控加工代码如下: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 G54 G90 G40 G17 G94 M03 S3000 G00 X-35 Y-20 Z10 M07 G01 Z-6 F300 #1=0 #

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