关于数控车刀具半径补偿的应用

关于数控车刀具半径补偿的应用

柳州市鹿寨职业教育中心雷帅

摘要：数控车半径补偿功能是数控车中很重要的功能，它可以简化程序，控制轮廓尺寸，刀具磨损修改，以及在宏程序中的应用更为重要。

关键词：数控车削刀具半径补偿

在数控编程过程中，一般不考虑刀具的长度与刀尖圆弧半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。但在实际加工过程中，由于刀尖圆弧半径与刀具长度各不相同，在加工中会产生很大的误差。因此，实际加工时可以通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸，自动调节各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。

一、刀尖在实际切削中的位置分析

在数控切削过程中，为了延长刀具寿命，降低工件表面粗糙度，一般选用的刀尖处有圆弧过渡（如图1）。编程时通常将车刀尖作为一点来考虑。

理论刀尖

图1

当用按理论刀尖点编出的程序惊醒端面、外径、内径等于轴线平行或垂直的表面加工时，工件的尺寸是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面、圆弧切削时，则会产生欠切或过切现象。在工件的配合中就会有误差。

如图2所示，在锥面加工过程中产生的欠切和过切的现象。

理论轮廓

实际轮廓

实际轮廓

理论轮廓

a欠切b过切

图2

如图3所示，在凸圆弧的加工过程中产生的欠切现象。图中阴影部分为欠切部分。

理论轮廓

实际轮廓

凸圆弧

图3

如图4所示，在凸圆弧的加工过程中产生的欠切现象。图中阴影部分为欠切部分。

理论轮廓

实际轮廓

凹圆弧

图4

二、引入刀具半径补偿

刀具半径补偿的引入，使刀具在圆锥、圆弧的切削过程中不在产生过切、欠切现象。编程同样按照零件轮廓编程，只要在程序中加入半径补偿指令，在数控操作系统刀具参数中输入相应的刀尖圆弧半径R 和刀尖方位T 。当机床加工工件时，读取系统刀具参数中相应的半径补偿参数，偏置一个刀尖圆弧半径R ，自动按照刀尖圆弧中心轨迹进行切削。加工出所要求的零件轮廓。（如图5）

圆锥面加工

圆弧面加工

刀尖圆弧中心轨迹

刀尖圆弧中心轨迹

图 5 三、刀具半径补偿指令

刀具半径补偿指令：G41 G42 G40

其中，G41为左补偿，顺着切削方向看，零件在刀具左边为做补偿； G42为右补偿，顺着切削方向看，零件在刀具右边为做补偿； G40为取消刀具半径补偿。

以上判断，在我校机床为前置式刀架（如图6 a ）的前提下，若为后置式刀架(如图6 b)，则判断相反。

格式：G41 G00

G42 X _ Z _ G01 G40

X

Z

Z

X

G41G42G41

G42a

b

图 6 四、刀具切削沿位置的确定及参数设置

数控车床采用刀尖圆弧半径补偿加工时，如果刀具的刀尖形状和切削时所处的位置不同，那么，刀具的补偿量与补偿方向也不同。根据刀尖形状及刀尖位置不同，数控车刀的刀具切削沿共有9种，如图7所示，a 为前置式刀架，b 为后置式刀架。

1

2

3

4

567

89

X Z 04

3

2

1

587

6

9X Z 0

a 前置式刀架

b 后置式刀架 图 7

刀具参数设置如图8所示为FANUC 系统，刀具半径补偿参数表。

图8

五、结语

数控车半径补偿功能是数控车中很重要的功能，它可以简化程序，控制轮廓尺寸，刀具磨损修改，以及在宏程序中的应用更为重要，从而在生产过程中，更高效率的完成图纸要求。

参考文献

[1]沈建峰虞俊. 数控车工（高级）.北京. 机械工业出版社. 2006.

[2]罗玲良刘旭波 .数控技术应用 . 北京. 清华大学出版社.2005.