一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?/p>

數(shù)控車床總是按刀尖對(duì)刀，為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓弧(一般圓弧半徑R是0.2～1.6 之間，球頭車刀可達(dá)4mm)，但在實(shí)際的切削加工中，編程都是按照假想的刀尖來(lái)編程，即利用刀具的刀位點(diǎn)來(lái)編程，而不是實(shí)際的刀尖圓弧，而在車床刀具補(bǔ)償設(shè)定的畫(huà)面中，包括刀具位置補(bǔ)償、刀尖半徑補(bǔ)償、假想刀尖位置序號(hào)。即除了輸入刀具位置，刀頭圓角半徑外，還應(yīng)輸入假想刀尖相對(duì)于圓頭刀中心的位置，這是因?yàn)閮?nèi)、外圓車刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。這樣在加工圓錐面和圓弧面的過(guò)程中，會(huì)因?qū)嶋H切削點(diǎn)和理想切削點(diǎn)的不同而造成刀具少切或過(guò)切現(xiàn)象，造成實(shí)際的刀具軌跡偏離編程軌跡，進(jìn)而影響到零件的加工精度，為保證加工質(zhì)量，必須引入刀具的半徑補(bǔ)償。

二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?/p>

數(shù)控車床中的刀具半徑補(bǔ)償一般是通過(guò)刀具圓角半徑補(bǔ)償器來(lái)實(shí)現(xiàn)，編程人員在按零件輪廓編程時(shí)，將假想的刀具圓角半徑均設(shè)為零值，編程時(shí)以零件的輪廓來(lái)進(jìn)行，但在進(jìn)行加工之前，在數(shù)控車床相應(yīng)的刀具補(bǔ)償號(hào)輸入刀具圓弧半徑值，則在實(shí)際的加工中，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑計(jì)算出理想的刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，使刀具偏離輪廓一個(gè)刀具半徑值進(jìn)行刀具的圓角半徑的補(bǔ)償，從而完成零件的加工。早期的數(shù)控系統(tǒng)在確定刀具中心軌跡時(shí)，都采用讀一段、算一段、再走一段的B 功能刀具半徑補(bǔ)償(簡(jiǎn)稱B 刀補(bǔ))控制方法，它僅根據(jù)程序段的編程輪廓尺寸進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。將零件外形的軌跡偏移一個(gè)刀尖半徑的方法就是B 型刀具補(bǔ)償方式，這種方法簡(jiǎn)單，但只能在執(zhí)行一程序段完成后，才處理下一程序段的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此在兩程序的交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生過(guò)切等現(xiàn)象。為解決上述問(wèn)題、消除誤差，因此有必要再建立C 型刀具補(bǔ)償方式。C 型刀具補(bǔ)償方式在讀入一程序段時(shí)，并不馬上執(zhí)行，而是再讀入下一程序段，根據(jù)兩個(gè)程序段交點(diǎn)連接的情況計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于讀取兩個(gè)程序段進(jìn)行預(yù)處理，因此C 型刀具補(bǔ)償方式在輪廓上能進(jìn)行更精確的補(bǔ)償。CNC 系統(tǒng)大多采用直線過(guò)渡的C 刀補(bǔ)方式。

三、數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶罡袷郊白⒁馐马?xiàng)

采用刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，先將刀具的半徑值預(yù)先存入存儲(chǔ)器中，執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，并按照計(jì)算結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒摺＼嚨兜毒哐a(bǔ)償功能由程序中指定的T 代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。T 代碼由字母T后面跟4 位(或2 位)數(shù)碼組成，其中前兩位為刀具號(hào)，后兩位為刀具補(bǔ)償號(hào)，刀具補(bǔ)償號(hào)實(shí)際上是刀補(bǔ)償寄存器的地址號(hào)，該寄存中存放有刀具的X 軸偏置和Z 軸偏置量(各把刀具長(zhǎng)度、寬度不同)刀尖圓弧半徑及假想刀尖位置序號(hào)。刀具半徑左補(bǔ)償(G41)指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的左方，刀具半徑右補(bǔ)償(G42)指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的右方，取消刀具半徑補(bǔ)償用G40 指令，為前置刀架和后置刀架中刀具半徑補(bǔ)償指令的判定。

以下是FUNUC 系統(tǒng)在運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償時(shí)的注意事項(xiàng)總結(jié)：

(1)由于G40、G41、G42 只能用G00、G01 結(jié)合編程，不允許與G02、G03 等其他指令結(jié)合編程，否則報(bào)警;

(2)在編入G40、G41、G42 的G00、G01 前后兩個(gè)程序段中，X、Z 值至少有一個(gè)值發(fā)生變化，否則產(chǎn)生報(bào)警;

(3)在調(diào)用新的刀具前，必須取消刀具補(bǔ)償，否則產(chǎn)生報(bào)警;

(4)在G42 指令模式中，不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)生過(guò)切或欠切現(xiàn)象，非移動(dòng)指令包括：M、S、G04、G96 等等;

(5)在G74～G76、G90～G92 固定循環(huán)指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償，因?yàn)槭嵌嗣婊蜉S徑固定循環(huán)，所以不需要刀補(bǔ);

(6)如果補(bǔ)償量為負(fù)值，則在程序上G41 和G42 互相轉(zhuǎn)化，如果刀具中心沿工件外側(cè)的話，則它會(huì)沿工件內(nèi)側(cè)移動(dòng)，反之亦然;

(7)如果在補(bǔ)償模式中，改變補(bǔ)償量只有在重新運(yùn)行程序后，新的補(bǔ)償才有效;

(8)在錄入(MDI)方式下，不執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償;

(9)在調(diào)用子程序前(即執(zhí)行M98 前)，系統(tǒng)必須在補(bǔ)償取消模式，進(jìn)入子程序后，可以起動(dòng)補(bǔ)償，但在返回主程序前(即執(zhí)行M99 前)，必須為補(bǔ)償取消模式，否則報(bào)警;

(10)在遠(yuǎn)離工件處建立、取消刀補(bǔ)。

四、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用實(shí)例

下面通過(guò)一個(gè)典型的實(shí)例來(lái)分析刀具半徑補(bǔ)償在車削時(shí)的運(yùn)用

在加工程序中如果不引入刀具的半徑補(bǔ)償，在進(jìn)行加工時(shí)，在R5 和R15 輪廓及過(guò)渡圓弧處，必然造成刀具的實(shí)際軌跡和零件輪廓偏離的現(xiàn)象，進(jìn)而引起加工誤差，但這些誤差光靠改變刀具角度是無(wú)法避免的，必須引入刀具的半徑補(bǔ)償，即在N5程序段內(nèi)，刀具工進(jìn)開(kāi)始接觸工件時(shí)開(kāi)始引入刀具半徑右補(bǔ)償G42，在N10 程序段內(nèi)，利用G40 取消刀具半徑補(bǔ)償，這樣才能有效避免少切、過(guò)切或干涉現(xiàn)象，確保零件的加工精度。

五、結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際的加工中，刀具半徑補(bǔ)償是保證零件加工質(zhì)量的重要手段，選擇合適的加工刀具和補(bǔ)償值，在零件精度的保證上起到事半功倍的效果，尤其是當(dāng)零件的精度要求較高的時(shí)候，顯得尤為重要。生產(chǎn)實(shí)踐表明，靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，合理設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值，給我們的編程和加工帶來(lái)很大的方便，能大大地提高工作效率，在數(shù)控加工中有著重要的意義。