數(shù)控加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償問題的對策

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1、數(shù)控加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償問題的對策路橋職教中心舒志輝?摘要：車刀很多學(xué)校用的沒有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能刀尖半徑補(bǔ)償是數(shù)控加工中的常見問題，,但在實(shí)際教學(xué)中有很多錐度類和圓弧類零件,這樣就會(huì)對加工合格的零件有影響.本文就刀尖半徑的影響進(jìn)行分析，根據(jù)我校的廣數(shù)980T數(shù)控車削系統(tǒng)進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償方法等進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工刀尖半徑補(bǔ)償編程1引言編制數(shù)控車床加工程序時(shí)，理論上是將車刀刀尖看成一個(gè)點(diǎn)，如圖1a所示的P點(diǎn)就是理論刀尖。但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0.4—1.6之

2、間），如圖1b所示X向和Z向的交點(diǎn)P稱為假想刀尖，該點(diǎn)是編程時(shí)確定加工軌跡的點(diǎn)，數(shù)控系統(tǒng)控制該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。然而實(shí)際切削時(shí)起作用的切削刃是圓弧的切點(diǎn)A、B，它們是實(shí)際切削加工時(shí)形成工件表面的點(diǎn)。很顯然假想刀尖點(diǎn)P與實(shí)際切削點(diǎn)A、B是不同點(diǎn)，所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對刀尖圓角半徑進(jìn)行補(bǔ)償，僅按照工件輪廓進(jìn)行編制的程序來加工，勢必會(huì)產(chǎn)生加工誤差。??????????????????????????(a)????????????????(b)2加工誤差分析在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的使用中，我們通常采用試切法對刀，這樣，加工程序所描述的刀位點(diǎn)是P點(diǎn)

3、(圖2)，而實(shí)際參加切削的是刀尖圓弧(此處刀尖圓弧半徑為0.4mm)而并非P點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)P點(diǎn)實(shí)際不存在。所以，加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡與實(shí)際加工輪廓之間存在不同程度的誤差。但在車削外圓、內(nèi)孔及端面時(shí)，這個(gè)誤差為零。而在加工弧面和錐面時(shí)，這個(gè)誤差就很明顯。SR10-0.04球面的加工誤差分析見圖2。圖中，M線為加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡，即工件的理想尺寸，而實(shí)際加工后的輪廓是N線，陰影就是少切削的實(shí)體部分，即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“元素屬性查詢”功能，查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧，最大誤差約為0.17mm，如果這個(gè)誤

4、差在公差范圍內(nèi)，我們可以忽略它，否則我們就要采取措施去消除它。圖1圖2?????????????????????????圖4圓頭車刀加工90°凸凹圓弧3用編程法代替刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能的技巧現(xiàn)有的某些經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中并沒有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能。這就給實(shí)際加工，特別是圓弧切削帶來一些困難。由于刀尖圓弧的存在，車削圓弧時(shí)若按質(zhì)點(diǎn)編程軌跡走刀時(shí)，實(shí)際加工出來的圓弧會(huì)與要求的圓弧產(chǎn)生一定的誤差。如圖4所示。那么該如何消除刀尖圓弧半徑帶來的誤差呢？經(jīng)實(shí)踐，通過編程法來避免在車削圓弧時(shí)由于刀尖圓弧半徑產(chǎn)生的誤差，可以取得較好的效果。四、結(jié)束語以上通過車

5、刀刀尖半徑對加工工件的影響的分析可知，要保證零件加工精度，在數(shù)控加工尤其精加工一定要進(jìn)行車刀刀尖半徑補(bǔ)償。由于目前數(shù)控系統(tǒng)的功能參差不齊，針對不同類型數(shù)控系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中采取方法也不同，有些在編程時(shí)就要考慮半徑補(bǔ)償，有些可在機(jī)床中進(jìn)行半徑補(bǔ)償。原程序軌跡按ABC編程，如圖5所示。?圖5?G03W-50R50F100；?如果按此程序加工，由于沒考慮刀尖半徑，實(shí)際加工出來的圓弧肯定與要求的圓弧產(chǎn)生了一定的誤差，使圓弧軌跡產(chǎn)生一定的偏差。?現(xiàn)在我們按A′B′C′編程，r為刀尖圓弧半徑，先計(jì)算出A′點(diǎn)坐標(biāo)。設(shè)R=50，r=0.8，L＝30，則h＝

6、40sinα=h/R=0.8cosα=L/R=0.6h′=r·sinα=0.8*0.8=0.64L′=r·cosα=0.8*0.6=0.48A′(z)=L+L′=30+0.48=30.48A′(x)=2*(h+h′)=2*(40+0.64)=81.28那么A′～C′段刀具圓弧插補(bǔ)的程序就是：G00X81.28Z30.48G03X81.28W-60.96R50.8F100；?按此編程即按刀尖圓弧中心軌跡編程，用此方法即可代替刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能。?2.2對刀用上述方法編程對刀時(shí)應(yīng)注意確定刀具的刀尖圓弧的中心位置。如圖6所示，即O點(diǎn)位置。若對Z

7、方向時(shí)，應(yīng)在原測量的基礎(chǔ)上加r值。若對X方向時(shí)，應(yīng)在原測量的基礎(chǔ)上加上兩倍的刀尖圓弧半徑值。