刀尖圆弧半径补偿的应用

1、 刀具半径补偿在FUNAC 系统车床中的应用 李季节在数控切削加工中,为了提高刀尖的强度,降低加工表面粗糙度,刀尖处成圆弧过渡刃.在车削内孔、外圆或端面时, 刀尖圆弧不影响其尺寸、形状；在切削锥面或圆弧时,就会造成过切或少切现象.如图1所示： 图1 在实际加工中，一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。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，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮

2、廓。 G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；G42 为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿；G40 为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42 指令无效。G40 必须和G41或G42 成对使用。，如图2所示 前置刀架方向选择 后置刀架方向选择 图2 编程时应注意： G41、G42 不能重复使用，即在程序中前面有了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G41或G42，否则补偿就不正常了。 “刀尖半径偏置” 应当用 G00 或者 G01功能来下达命令或取消。不论这个命令是不是带圆弧插

3、补， 刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行的路径。因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成； 并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消。 刀尖方位的确定 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，还应根据刀具在切削时所摆的位置，选择假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位，确定补偿量。假想刀尖的方位有 8种位置可以选择（见图3）。箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用0 或9。 后置刀架刀尖方位 前置刀架刀尖方位 图3 刀尖圆弧半径的选择：选择刀尖圆弧半径的大小,选择刀尖圆弧半径的大小时，注意有以下几点：（1）刀尖圆

4、弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；该半径又不宜选择太小，否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易损坏。（2）刀尖圆弧半径应与最大进给量相适应，刀尖圆弧半径宜大于等于最大进给量的1.25倍，否则将恶化切削条件，甚至出现螺纹状表面和打刀等问题；另一方面，又要顾虑刀尖圆弧半径太大容易导致刀具切削时发生颤振，一般说来，刀尖圆弧半径在0.8以下时不容易导致加工颤振；（3）刀尖圆弧半径与进给量在几何学上与加工表面的残留高度有关，从而影响到加工表面的粗糙度。小进给量、大的刀尖圆弧半径，可减小残留高度，得到小的粗糙度值。（4）在CNC编程加工时，若考虑经测量认定的刀具圆弧半径，

5、并进行刀尖半径补偿，该刀具圆弧相当于在加工轮廓上滚动切削，刀具圆弧制造精度和刀尖半径测量精度应当与轮廓的形状精度相适. 以上是对刀尖半径补偿概念及方位选择的一个简单概述,而在数控车床上进行加工时,首先要考虑刀偏的方向及方位，其次考虑刀尖R的大小在加工中是否干涩，然后考虑对刀时刀补值应该如何输入等。在加工中对刀时刀补值为图4所示A、B两点。图4经过试验,当工件用刀尖3号方位进行加工时,刀补值不用作任何变化,A、B两点分别为X、Z值. 当工件用刀尖8号方位进行加工时, 刀补值Z值需向前偏移一个刀尖半径r刀，而X值不变.例一： 图6 如果Z向刀补不加刀尖R,程序运行中刀尖位置如图6所示 加工如图5所

6、示工件： T0101 外元刀 刀尖圆弧R0.4 刀尖方位3 刀补值不变 T0202 R刀 刀尖圆弧R3 刀尖方位8 刀补值Z值+R 程序： O0001：G99 S1000 M03 T0202T0101 M08 G00 X55 Z5G00 X42 Z5 G42 G01 Z-15 F1G01 Z0 F1 X39 F0.1 X-0.8 F0.1 G02 X39 Z-27 R6 F0.1G00 X45 Z5 G01 X50 F0.5G42 G00 X33 G40 G00 Z150 M09G01 Z0 F0.2 M05G03 X39 Z-3 R3 F0.08 T0100 G01 Z-40 F0.15 M

7、30 X46 A135 程序结束 G40 G01 X50 F1 G00 Z150 X100 例二： 图6 加工如图6所示工件， T0202 R刀 刀尖圆弧R1.5 刀尖方位8 刀补值Z值+R程序： O0002： G99 S1000 M03 T0202 M08 G00 X115 Z2 G00 X97.1 G42 G01 Z-16.845 F0.2 G03 X104.1 Z-20.345 R3.5 F0.03 G03 X102.248 Z-22.716 R3.5 F0.03 G02 X102.248 Z-35.284 R28 F0.05 G03 X104.1 Z-37.655 R3.5 F0.03 G03 X97.1 Z-41.155 R3.5 F0.03 G01 X94 F0.05 Z-48 G40 G01 X110 F1 G00 Z150 M09 T0100 M05 M30 程序结束 结束语 以上通过车刀刀尖半径对加工工件的影响及刀具