浅析数控铣削加工中刀具半径补偿的功能及应用教程.doc

国家职业资格全省统一鉴定 加工中心技师论文 (国家职业资格二级) 论文题目：浅析数控铣削加工中刀具半径补偿的功能及应用 姓 名： 身 份 证： 准考证号： 所在省市： 江苏省南京市 所在单位： 江宁技师学院 浅析数控铣削加工中刀具半径补偿的功能和应用 摘要：刀具半径补偿功能广泛应用在数控加工中。正确、灵活地运用刀具半径补偿功能对简化程序、降低编程难度、提高编程效率和零件加工精度有着十分重要的意义。 关键字：数控加工；刀具补偿；程序；功能 对数控系统使用带有刀补功能的机床，其编程往往要以刀具中心为编程轨迹，使用刀具半径补偿的方法，在执行刀具补偿后，数控系统就能自行计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，这样就能加工图纸所要求的轮廓，同时还可利用同一个加工程序去完成粗加工和精加工，可以简化编程工作。另外还可以控制零件的尺寸精度，大大提高了零件的质量。? 一、刀具半径补偿的相关知识 1.刀具半径补偿的概念 在数控铣床上进行工件轮廓的数控铣削加工时，由于存在刀具半径，使得刀具中心轨迹与工件轮廓(即编程轨迹)不重合。如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀具中心轨迹，即在编程时给出刀具的中心轨迹，如图1所示的划线轨迹进行编程。其计算相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，并修改程序。这样既复杂繁锁，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控程序只需按工件轮廓编写，加工时数控系统会自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。 数控系统的刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨迹的过程交由数控系统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程。因此，这种编程方法也称为对零件的编程，而实际的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄存器中。在加工过程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时，不需要修改零件程序，只需修改放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径值或者选用存放在另一个刀具半径偏置寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。 2.刀具半径补偿功能G41、G42、G40 G41指令为刀具半径左补偿(左刀补)，G42指令为刀具半径右补偿(右刀补)，G40指令为取消刀具半径补偿。这是一组模态指令，缺省为G40。 使用格式： 说明： (1)刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图2所示，规定沿着刀具运动方向看，刀具位于工件轮廓(编程轨迹)左边，则为左刀补(G41)，反之，为刀具的右刀补(G42)。 (2)使用刀具半径补偿时必须选择工作平面(G17、G18、G19)，如选用工作平面G17指令，当执行G17指令后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。 (3)当主轴顺时针旋转时，使用G41指令铣削方式为顺铣，反之，使用G42指令铣削方式为逆铣。而在数控机床为里提高加工表面质 量，经常采用顺铣，即G41指令。 图2 左(右)刀具半径补偿判别示意图 3.刀具半径补偿的建立与撤销 刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点(起刀点位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近)以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值的过程。刀具半径补偿偏置方向由G41(左补偿)或G42(右补偿)确定，如图3所示。? 图3 刀具半径补偿的建立与撤销 (1)刀具半径补偿的建立 ①刀具半径左补偿 N10 G90 G54 G00 X-10. Y-10. Z0；定义程序原点，起刀点坐标为(-10，-10，0)。? N20 S900 M03；启动主轴正传,转速为900r/min。? N30 G17 G01 G41 X0 Y0 D01；在X、Y平面建立刀具半径左补偿，刀具半径偏置号D01。? N40 G01 Y50. ；直线插补首段零件轮廓。?? ②刀具半径右补偿：? N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01；建立刀具半径右补偿。(其中，D01为调用D01号刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径值。) (2)刀具半径补偿的撤销? 与建立刀具半径补偿过程类似，在零件最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，刀具撤离工件，回到退刀点，在这个过程中应取消刀具半径补偿，其