1數(shù)控車床刀具補(bǔ)償?shù)脑?

在數(shù)控機(jī)床編程中,以基準(zhǔn)位置進(jìn)行編程,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。但是,當(dāng)機(jī)床刀具實(shí)際位置與基準(zhǔn)位置存在偏差時(shí),將造成數(shù)控車床加工誤差增加,在此情況下,必須對(duì)刀具進(jìn)行糾正和補(bǔ)償。同時(shí),在加工過(guò)程中,刀具的磨損也是導(dǎo)致刀具位置發(fā)生變化的重要原因,因此,對(duì)刀具的偏移量進(jìn)行補(bǔ)償是車床加工的必要措施。

同時(shí),在數(shù)控機(jī)床加工中,為了提高刀具強(qiáng)度和加工件表面加工質(zhì)量,延長(zhǎng)刀具壽命,一般將數(shù)控機(jī)床刀具刀尖磨成圓弧狀,當(dāng)車錐工作面時(shí),由于刀具圓弧的存在,實(shí)際起到切割作用的部位是刀具與加工件切點(diǎn)位置,在此情況下,車床加工出的加工件與設(shè)計(jì)圖樣尺寸不重合,會(huì)形成誤差,進(jìn)而與加工圖樣尺寸存在一定的差異。

2數(shù)控車床刀具補(bǔ)償分類

2.1偏置補(bǔ)償

在數(shù)控機(jī)床加工時(shí),一般以手動(dòng)安裝的方式安裝刀具,在此過(guò)程中,機(jī)床的原點(diǎn)與工件原點(diǎn)存在一定的偏差,車刀刀尖或圓弧中心不處于同一位置,操作人員將刀尖、圓弧中心移動(dòng)到原點(diǎn)后,刀具偏置補(bǔ)償是用來(lái)補(bǔ)償?shù)毒吲c原點(diǎn)之間的距離差異的,從而達(dá)到糾偏的目的。具體實(shí)踐中,偏置補(bǔ)償可分為刀具幾何偏置補(bǔ)償和刀具磨損偏置補(bǔ)償兩種方式,幾何補(bǔ)償是根據(jù)實(shí)際刀具和標(biāo)準(zhǔn)刀具之間的差異進(jìn)行補(bǔ)償:磨損補(bǔ)償是根據(jù)刀具磨損實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。在具體補(bǔ)償操作中,不同規(guī)格、型號(hào)的數(shù)控系統(tǒng)其刀具偏置補(bǔ)償指令操作存在一定的差異。一般來(lái)說(shuō),常規(guī)的數(shù)控車床刀具偏置補(bǔ)償使用T功能指令實(shí)現(xiàn),4位數(shù)字分別代表刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào),刀具代碼設(shè)置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)操作說(shuō)明進(jìn)行,刀具補(bǔ)償號(hào)根據(jù)刀具偏置補(bǔ)償情況確定。當(dāng)?shù)毒哐a(bǔ)償號(hào)數(shù)值為0時(shí),則表示取消偏置補(bǔ)償。

2.2刀具半徑補(bǔ)償

在數(shù)控車床加工中,刀具的調(diào)整是通過(guò)刀尖對(duì)刀的方式進(jìn)行。但在實(shí)際操作中,由于刀尖為連續(xù)的圓弧形狀,并非一個(gè)確定的位置,因此,在車床對(duì)刀時(shí),操作人員應(yīng)按照刀具軌跡進(jìn)行半徑補(bǔ)償設(shè)置,確保刀具刀尖與加工位置重合。但由于實(shí)際起加工作用的刀具是由圓弧與共建輪廓表面的切點(diǎn)組成的,在車削加工過(guò)程中,刀尖圓弧半徑可能與編程軌跡存在一定的偏移量,該偏移量即為刀尖圓弧的半徑值,對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償被稱為刀具半徑補(bǔ)償。

在數(shù)控機(jī)床編程中,操作人員不需要考慮刀具中心軌跡,只需要按刀具圓弧輪廓進(jìn)行編程,并按數(shù)控車床刀具補(bǔ)償指令進(jìn)行操作即可,數(shù)控機(jī)床會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具補(bǔ)償半徑,從而降低機(jī)床加工偏差。一般來(lái)說(shuō),刀具半徑補(bǔ)償指令為G41和G42。在具體操作時(shí),操作人員應(yīng)先使用G40清除已有的刀具半徑補(bǔ)償,再使用G41指令沿刀具左側(cè)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行調(diào)整,也可使用G42沿刀具右側(cè)方向進(jìn)行調(diào)整。

3刀具補(bǔ)償?shù)淖饔?

3.1提高了刀具的適應(yīng)性

在數(shù)控車床加工中,刀具是處于不斷磨損、更換中的,應(yīng)用刀具補(bǔ)償能夠減小因刀具磨損、更換、偏移而造成的誤差,有效提高數(shù)控車床的加工精度。假設(shè)原數(shù)控機(jī)床刀具補(bǔ)償值為X、Z,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的機(jī)械加工,刀具產(chǎn)生一定的偏差量,即AX、AZ,則新的刀具補(bǔ)償值為(X一AX)、(Z一AZ),僅需要對(duì)變化量進(jìn)行調(diào)整,而不需要重新設(shè)置數(shù)控控制程序。刀具磨損也可以使用該方法進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)毒吒鼡Q時(shí),操作人員可使用新刀具的刀具補(bǔ)償值替代現(xiàn)有的刀具補(bǔ)償值,從而改善因數(shù)控機(jī)床刀具磨損、更換、偏移造成的加工精度降低的問(wèn)題,提高機(jī)床刀具的適應(yīng)性,簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床操作。

3.2有助于實(shí)現(xiàn)加工件粗精加工

調(diào)整加工精度是機(jī)械零件加工中的常規(guī)操作,也是提高機(jī)械加工效益的必要措施之一。在調(diào)整加工精度過(guò)程中,如人為設(shè)置刀具中心與工件輪廓的偏置值,而非根據(jù)實(shí)際偏差值,則加工的零件精度較低,即粗加工。在粗加工過(guò)程中,可在刀具實(shí)際半徑的基礎(chǔ)上加上精加工余量作為刀具半徑補(bǔ)償值。在精加工過(guò)程中,操作人員只需要輸入刀具實(shí)際半徑值即可進(jìn)行粗精加工的轉(zhuǎn)換。具體補(bǔ)償轉(zhuǎn)換方法為:先通過(guò)人工方式輸入刀具半徑補(bǔ)償值,包括刀具半徑補(bǔ)償和加工余量,即可完成粗加工的刀具的設(shè)置:在精加工時(shí),操作人員可在粗加工的基礎(chǔ)上輸入微調(diào)量,即可實(shí)現(xiàn)粗加工向精加工的轉(zhuǎn)換。在實(shí)際操作中,微調(diào)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定,可在粗加工后進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。如粗加工尺寸大于精加工尺寸則調(diào)整量為正值,如粗加工尺寸小于精加工尺寸則調(diào)整量為負(fù)值。

通過(guò)刀具偏差補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)數(shù)控機(jī)床偏差進(jìn)行調(diào)整,不但簡(jiǎn)化了數(shù)控車床編程,降低了機(jī)床操作難度,而且提高了加工精度,確保了機(jī)械加工質(zhì)量。

4數(shù)控車床刀具補(bǔ)償注意事項(xiàng)

在刀具補(bǔ)償操作中,操作人員應(yīng)注意下述問(wèn)題。

(1)當(dāng)?shù)毒咴谄鸬冻绦蚨螘r(shí),如進(jìn)行刀具偏差補(bǔ)償,應(yīng)避免刀具切入工件,以免在調(diào)整情況下進(jìn)行機(jī)械加工造成工件損耗。

(2)當(dāng)使用刀具補(bǔ)償G41或G42指令時(shí),必須確保指令完整、有效,否則將導(dǎo)致刀具補(bǔ)償命令無(wú)效,進(jìn)而造成后續(xù)加工零件加工誤差加大。

(3)必須在刀具補(bǔ)償所在的內(nèi)存區(qū)的刀尖半徑處填入相應(yīng)的圓弧半徑值,數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具補(bǔ)償值。

(4)必須在刀具補(bǔ)償頁(yè)的刀尖位置輸入相應(yīng)的方位號(hào),并以此作為刀具補(bǔ)償半徑的依據(jù)。

(5)當(dāng)使用G41、G42補(bǔ)償指令時(shí),過(guò)渡直線段長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)大于刀尖圓弧半徑,水平軸的切削移動(dòng)量應(yīng)大于2倍的刀尖半徑值。

(6)當(dāng)存在兩個(gè)或以上的不運(yùn)動(dòng)程序段時(shí),刀具可能會(huì)對(duì)工件下一輪廓產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。

(7)在以假想刀尖圓弧中心作為編程依據(jù)時(shí),假想刀尖編號(hào)為由0至9共計(jì)10個(gè)號(hào)碼,編程時(shí)應(yīng)合理選擇刀尖編號(hào)。在數(shù)控車床進(jìn)行刀具補(bǔ)償操作時(shí),對(duì)刀操作應(yīng)當(dāng)充分考慮刀尖圓弧半徑。

此外,隨著數(shù)控車床種類、型號(hào)的發(fā)展,刀具補(bǔ)償指令、格式、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了一定的變化,不同廠家、型號(hào)的數(shù)控機(jī)床其命令格式存在一定的差異,因此,在針對(duì)不同的數(shù)控車床進(jìn)行操作時(shí),操作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)控車床編程手冊(cè)進(jìn)行查詢和設(shè)置。

5典型數(shù)控車床刀具補(bǔ)償輸入案例

結(jié)合上述研究,以華中數(shù)控車床為例,闡述數(shù)控車床刀具補(bǔ)償操作方法。

5.1刀具磨損量補(bǔ)償

當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)一定程度的磨損后,操作人員應(yīng)對(duì)刀具進(jìn)行磨損量補(bǔ)償設(shè)置。首先,在機(jī)床起始界面下按F4鍵,進(jìn)入MDI參數(shù)設(shè)置界面,再按F2鍵進(jìn)入刀偏表參數(shù)設(shè)置界面,借助方向鍵和翻頁(yè)鍵選擇并設(shè)置刀具磨損值,通過(guò)MDI鍵盤輸入完成磨損補(bǔ)償量后按Enter鍵確認(rèn)。

5.2刀具偏置量補(bǔ)償

與刀具磨損量補(bǔ)償設(shè)置相似,操作人員按F2鍵進(jìn)入刀偏表參數(shù)設(shè)置界面,分別輸入x、Z偏置補(bǔ)償值,并按Enter鍵確認(rèn)。

5.3刀尖半徑補(bǔ)償

按F3鍵進(jìn)入刀具補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置界面,借助方向鍵和翻頁(yè)鍵選擇對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)號(hào)半徑欄,輸入補(bǔ)償值后按Enter鍵確認(rèn)。

5.4刀尖方位參數(shù)設(shè)置

在數(shù)控機(jī)床中,刀尖共計(jì)有9個(gè)方位,因此,在刀具刀尖方位參數(shù)設(shè)置時(shí),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況正確輸入刀尖方位參數(shù)。

6結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,對(duì)機(jī)械加工精度、效率要求不斷提高,數(shù)控機(jī)床操作人員必須了解刀具補(bǔ)償理論知識(shí)并掌握刀具補(bǔ)償操作技能,熟練操作機(jī)床粗、精加工參數(shù)調(diào)整技巧,才能適應(yīng)新時(shí)期機(jī)械加工崗位的要求。本文深入剖析了刀具補(bǔ)償?shù)脑蚣白饔?并從偏置補(bǔ)償、半徑補(bǔ)償?shù)确矫娣治隽藬?shù)控車床刀具補(bǔ)償?shù)牟僮鞣椒?希望對(duì)機(jī)械加工企業(yè)生產(chǎn)與管理有所助益。