刀具半径补偿在数控铣削三维倒角的应用.doc

刀具半径补偿功能在数控铣削三维倒角中的应用摘要：数控铣削零件中，经常会遇到三维曲面、斜面倒角，在加工中可以利用成型刀、计算机CAM编程、手工编程等方法完成。对于形状轮廓简单的图形，利用刀具半径补偿的运用，结合深度、角度的变化，采用手工编程方便快捷，并且可以省略很多空刀，最大地优化加工路径。既能保证零件的尺寸精度，又易于修改，具有广泛的实用价值和推广价值。关键词：数控铣削 倒角 刀具半径补偿 手工编程当前，数控铣削加工一般采用以下三种方式进行零件程序的编制：手工编程，联机传统类型的编程和CAM软件的应用。自动编程多用于加工复杂工件，可信度高，数据准确，可加工任意可加工曲面。但前期准备时间长，需要用软件建立模型，再设置刀具和毛坯等等。自动编程程序冗长，一个复杂曲面的加工程序可达到几十兆大小，需要在线加工，机床内存无法储存这么大的程序。而且加工路径不灵活，可能会有很多空行程。不适于简单工件的加工。在实训教学和加工中，手工编程仍是基本训练内容之一，对于形状规则、简单、节点较少的零件倒角，很多编程人员总是觉得需要编写复杂宏程序，采用CAM软件计算机编程，其实掌握好刀具半径补偿的运用，利用手工编程可以很好的解决这一类型的零件。1、 利用刀补倒角原理利用宏程序在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理达到程序功能。轮廓的倒角加工，通常采用“等高加工”方法来实现。轮廓倒圆角加工，选择旋转角作为控制变量；轮廓倒斜角加工，选用深度值作为控制变量。每加工一层，刀补调整一个值。其编制流程如图1所示。否是否是编写轮廓倒角程序的关键在于建立刀具半径补偿与深度值的数学关系。如图2：球头铣刀倒凸圆角，其中为角度变量（主变量），R角为圆角半径，r刀为刀具半径，Z为刀尖到上表面的距离（深度值），刀补为刀具中心线与已加工轮廓的距离（每一层的刀具半径补偿值）。经分析，Z、刀补为需要求解的值，深度和刀补的数学关系表示如下：图2根据程序编制流程图（图1），结合上述深度、刀补计算公式，可以方便快捷的写出程序。2、 各类倒角深度、角度、刀补值数学关系：说明：倒角时无论是立铣刀还是球头刀，关键在于掌握主变量带来的深度和刀补值的变化，实际运用过程中可以直接套用公式。3、实际运用在华中数控系统机床上，用10mm硬质合金球头铣刀加工如图3所示烟灰缸上端面外侧R3圆角为例，编制宏程序。图3根据上述各类倒角公式表，采用等高加工方法，由下往上逐层加工，每层采用顺铣加工，通过不断地修改刀具的深度和刀具的半径补偿值进行加工。加工原点在零件上表面中心。程序表程序内容程序说明%1000程序起始符G54 G90 G17 G40建立工件坐标系G0 Z100 M03 S3000快速下降到Z100高度，主轴正转G0 X-60 Y0快递定位到下刀点Z10下降到安全高度#1=5r刀（刀具半径值）#2=3R角（倒角半径值）#3=1*PI/180角度增量值#4=0角度初始值（主变量）WHILE #4 LE PI/2判断角度变化是否在范围内#5=#2+#1*sin#4-1下刀的深度值#100=#2+#1*cos#4-#2该深度的刀具补偿值G01 Z#5 F100下刀到该深度G01 G41 X-50 D100 F500建立刀补G02 I50执行零件轮廓部分G01 G40 X-60 Y0退刀补#4=#4+#3角度变化ENDW循环结束G0 Z100抬刀M05主轴停止转动M30程序结束说明： （1）华中数控系统程序中变量#100可以赋值表示刀补值，建立刀补值时采用G41 G01 X_ Y_ D100方式。 （2）通过等高加工方式，对于零件轮廓复杂的图形，其他部分相同，只需更改程序中“执行零件轮廓部分”。 （3）其它数控系统刀具半径补偿如何赋值请参照系统说明