刀尖补偿算法.docVIP

规范数控车削加工程序的2种方式。 a.增量方式 b. 绝对方式 刀尖半径补偿的应用。 刀尖圆弧半径补偿 编制数控车削加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图一所示的A点就是理论刀尖点。该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。 图一 图二 实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧，如图二中的BC圆弧。实际加工中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想的刀尖A在实际加工中是不存在的，切削加工时刀具在数控系统控制下，以理论刀尖A点按加工轨迹运动，而切削点根据不同的加工状态在BC圆弧上移动。所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆弧半径进行补偿，仅按照工件轮廓编制的程序来进行加工，将会产生加工误差。 不使用刀尖圆弧半径补偿时的加工误差分析 用圆弧刀尖的外圆车刀切削加工时，圆弧刃车刀的对刀点分别为B点和C点（图二），所形成的假想刀位点为A点。但实际加工中，刀具切削点在刀尖圆弧上变动，从而在加工过程中可能产生过切或少切。因此，采用圆弧刃车刀在不使用刀尖圆弧半径补偿的情况下，加工会出现以下几种情况： 加工台阶面或端面时，对加工表面的尺寸和形状影响不大，但在端面的中心位置和台阶的清角位置会产生残留误差，图三。 图三 加工圆锥面时，对圆锥的锥度不会产生影响，但对锥面的大小端尺寸会产生较大的影响。通常情况下，会使外锥面的尺寸变大，如图四，而使内锥面的尺寸变小。 图四 加工圆弧时，会对圆弧的圆度和圆弧半径产生影响。加工外圆弧时，会使加工后的圆弧半径变小，实际轮廓与理论轮廓在45°处最大误差值=刀尖圆弧*1.414-刀尖圆弧半径，如图五。 图五 加工内凹圆弧时，会使加工后的圆弧半径变大，实际轮廓与理论轮廓在45°处最大误差值=刀尖圆弧*1.414-刀尖圆弧半径，如图六。 图六 具备刀尖圆弧半径补偿功能时的刀具半径补偿 现代数控系统一般都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供方便。有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程。使用刀具半径补偿指令G41/G42，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。 确定刀具号和刀具半径补偿号Txx/Dxx 确定刀具半径补偿类型 在机床控制面板上选择刀具补偿菜单，填写刀具补偿类型参数DP1。车床补偿类型DP1=500。 设定刀尖位置方向参数DP2 具备刀具半径补偿功能的数控系统，除利用刀具半径补偿指令外，还应根据刀具的刀尖形状和切削时所处的位置，选择假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位，确定补偿量。根据各种刀尖形状及刀尖位置的不同，数控车刀的刀尖方位共有9种，如图七、图八、图九。箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用9号方位。 刀尖方位号确定——刀尖位置在车床中心后面 图七 刀尖方位号确定——刀尖位置在车床中心前面 图八 刀尖方位号确定——刀尖位置在立车 图九 （4）刀具补偿量的确定 对应每一个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z、刀尖半径补偿量和刀尖方位号。根据装刀位置、刀具形状确定刀尖方位号。通过机床面板上的功能键分别设定、修改这些参数，数控加工中，根据相应的指令进行调用，提高零件的加工精度。 （5）编程应用示例 图10 增量方式编程（不带刀尖半径补偿） CLK_ZL N10 G53 G18 G91 N20 M03 S50 F100 N30 G01 Z-30 N50 Z-60 X15 N60 Z-50 N65 G02 Z-50 X50 CR=50 N70 G01 Z-30 N80 G01 X10 N90 M02 绝对方式编程，（带刀尖半径补偿,DP2=3,DP6=3） CLK_JD N10 G54 G18 G90 G0 Z30 X200 T1 D1 N20 M03 S500 F100 N30 G42 G01 Z0 X30 N40 Z-30 N50 Z-90 X45 N60 Z-140 N65 G02 Z-190 X85 CR=50 N70 G01 Z-220 N80 G40 G01 X200 N90 M02 3．进行刀尖半径补偿时的注意事项 应用刀尖半径补偿时，加工程序应采用绝对尺寸G90 方式编程。刀具在切削加工工件轮廓前，刀尖半径补偿已经生效。如果采用相对尺寸G91方式编程，刀具在切削加工工件轮廓的首段生成刀尖半径补偿，走刀路线与工件轮廓不符。 G41—沿刀具移动方向左补偿。 G42—沿刀具移动方向右补偿。 G41/G42的确定由移动方向和平面选择共同确定，不能简单认为左补G41，右补G42，应参照右手直角坐标系。 如： X G42（右）