浅谈数控铣削中刀具半径补偿的应用论文

1、-. z加工中心操作工论文( 国家职业资格二级)论文题目：浅谈数控铣削中刀具半径补偿的应用姓 名：号：号：工作单位：数控铣削中刀具半径补偿的应用摘要刀具半径补偿在数控机床加工编程中应用非常广泛，在零件加工的程序编程时能够合理的应用刀具半径补偿，是简化被加工零件程序的重要方法。特别是对二维图形编程时，不需要考虑加工时刀具实际直径的大小及零件的实际轮廓轨迹进展编程。在程序中使用刀具半径补偿功能，当在加工过程中刀具出现磨损，实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致时，可以通过更改刀具半径补偿值使机床加工出符合技术要求的零件，同时还可以在同一加工程序中实现零件的粗加工、半精加工、精加工，简化了程序，节

2、省加工前的准备工作，提高了生产效率，降低了技术人员的劳动强度。本文就数控铣床华中世纪星系统加工中如何运用刀具半径补偿做一些探讨。关键词数控机床刀具半径补偿编程前言现代数控加工技术将机械制造技术、微电子技术和计算机技术等有机地结合在一起，使传统的机械制造方法和生产工艺发生了革命性的变化。数控机床在各行各业中已经得到了广泛的应用，社会生产中对机械产品的生产效率、精度、性能等要求不断提高。因此，能够正确、灵活的运用每一项指令，对零件的加工生产至关重要。一、刀具半径补偿的概念在数控铣床上，由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合，它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短

3、的差异，为此就需要根据实际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标，据此来控制加工。按刀具半径补偿偏置位置可分为两类：1、刀具半径左补偿G41，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；2、刀具半径右补偿G42，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。选择刀具半径补偿类型，应依据加工工件的形状、位置以及刀具切削方向等要素来确定。二、刀具半径补偿在数控加工中的应用：1、圆孔的加工如图1所示工艺及编程分析：1、刀具的选择：对于此类的零件，可选用硬质合金立铣刀，刀具的直径根据以下方法选择：D/3 d D/2。其

4、中孔径为D、刀具直径为d 此类零件如果刀具选择直径太小，则工件残料不易铣削，费时；刀具直径选择太大，可能无法建立刀补或产生过切等现象。计算后发现刀具直径可以在12和14中选择，根据去除残料及刀补建立的可能性，最终确定选14的三刃立铣刀。2、加工工艺选择：对于现代数控铣床在传动方面具有传动效率高，磨损小，运动平衡，无爬行现象、转动精度高等优点，不存在反向窜刀的现象。从提高刀具的使用寿命和外表精度的角度考虑，采用顺铣。按传统的加工工艺，加工腔零件需先钻工艺孔、再钻孔，这样钻孔、换刀、对刀、编程等会浪费相应的时间。对于此类零件我们可以采用分层铣削、降低吃刀量、提高铣削速率来完成，即每次下刀深度0.5

5、mm、提高主轴转速及走刀速度 (此时的切削要素主要由刀具性能决定)，这样可以适当的减少对刀具的磨损，也可以减少在加工过程中产生的振动，同时可以有效的节省的加工时间及省去了大局部的辅助工作时间。3、编程路径确实定：如图2所示根据图形轮廓采用圆弧过度切向切入切出，圆弧的半径r必须大于刀具半径且小于圆孔的半径，否则会程序报警或者产生过切现象。因此选择r=8mm，刀具的中心轨迹如图2b所示。(4)、粗精加工的程序处理：根据图2a所示的刀具轨迹编程，利用子程序里、每次慢下刀深度0.5mm、子程序调用24次、刀补值为7，即可完成粗加工；精加工时只需将程序段N5中L24删掉，N10中改为Z-12,调用一次子

6、程序、一次下刀到孔底，选择合理的S、F值及将刀补值设定为理论值，即可完成精加工。(5)、参考加工程序：粗加工程序：%0001程序名N1G54 G90 G40 G17 G94 建立工件坐标系，程序初始化N2M03 S2000主轴正转，转速2000r/minN3G00 *0 Y0 Z10 M07快速定位，切削液开N4G01 Z0 F100刀具下到加工起点N5M98 P0002 L24调用子程序24次N6G01 Z10 F300加工完成抬刀N7G00 Z100 M09抬刀至平安距离，切削液关N8M30程序完毕并复位N9%0002子程序名N10G91 G01 Z-0.5 F50增量切削下刀0.5mmN

7、11G90 G01 G41 *8 Y-8 D01 F500绝对编程，建立左刀补刀补值7mmN12G03 *16 Y0 R8圆弧过度切向切入N13I-16 J0铣削整圆R16mmN14*8 Y8 R8圆弧过度切向切出N15G01 G40 *0 Y0取消刀补，回到下刀起点N16M99子程序完通过上述例子可以看出巧妙的应用刀具半径补偿、选择合理的刀具及走刀路径，就能快速、高效地加工出类似的孔类零件。2、外壁的加工1、图形分析及刀具选择：如图3所示，要在一个平面上铣出一条封闭的沟槽，槽宽150.02mm,槽深5mm,外表粗糙度为1.6。通过零件图，根据刀具直径的选择方法确定刀具直径为12。通过图形可知

8、沟槽中各圆弧圆心重合，且外轮廓存在对称等比关系。因此我们可以利用一个程序，通过更改刀具半径补偿值的方法完成沟槽的加工，而不需要把外壁轮廓上各点坐标计算出来，再分别编写加工壁程序和外壁程序，然后分别加工。根据尺寸标注计算得出图4中所示壁上各坐标点为：A-40,10、B-24,18、C24,18、D40,10、E40，-10、F24，-18、G-24，-18、H-40，-10，确定O点为下刀点。2、确定加工工艺：当加工壁时，把刀补值设为刀具的实际半径，此时走刀路线就如图5a所示；加工外壁时，刀补值设为槽宽与刀具半径的差值，此时走刀路线就如图5b所示。需要注意的是粗加工外壁时要预留有精加工余量，而且

9、壁是在补偿值上加上余量，外壁是在补偿值上减去余量。采用此方法加工外壁的特点就是只需编写一个程序，通过不断修改刀补值来完成外壁的粗精加工。需要注意的是精加工壁时采用的是顺铣，精加工外壁时采用的是逆铣，所以加工过程中还需要合理调整切削加工参数，以获得最好的加工效果。3、参考加工程序：粗加工程序：%0003程序名N1G54 G90 G40 G17 G94 建立工件坐标系，程序初始化N2M03 S3000主轴正转，转速3000r/minN3G00 *-47.5 Y0 Z10 M07快速定位，切削液开N4G01 Z0 F100刀具下到切削起点N5M98 P0004 L10调用子程序10次N6G01 Z1

10、0 F300加工完成抬刀N7G00 *0 Y0 Z100 M09抬刀至平安距离，切削液关N8M30程序完毕并复位N9%0004子程序名N10G91 G01 Z-0.5 F50增量切削下刀0.5mmN11G90 G01 G41 *-40 Y10 D01 F500绝对编程，建立左刀补N12G02 *-24 Y18 R10AB圆弧进给N13G03 *24 R40BC圆弧进给N14G02 *40 Y10 R10CD圆弧进给N15G01 Y-10DE直线进给N16G02 *24 Y-18 R10EF圆弧进给N17G03 *-24 R40FG圆弧进给N18G02 *-40 Y-10 R10GH圆弧进给N1

11、9G01 Y10HA直线进给N20G01 G40 *-47.5 Y0取消刀补，回到下刀起点N21M99子程序完类似这种外壁、薄壁、阴阳模等零件加工，都是根据尺寸标注，只需计算出一条轮廓上的节点，巧妙的利用刀具半径补偿及切削参数来完成工件的加工。3、轮廓倒圆角的加工如图6所示，两圆两边用直线相切连接形成一个封闭轮廓，要在此轮廓周边倒半径为6mm的圆角。1、图形工艺分析：在数控加工中,对于简单的曲面轮廓编程时可以选用合理的手工编程或自编程，虽然自动编程越来越有代替手工编程的趋势，但手工编程仍然是根底，因其前期准备时间短，不受硬件条件的限制，可读性强，易于检查，调整方便而仍被广泛采用。根据图形计算得

12、出图7各节点坐标为：A-30,0、B6,29.4、C54,9.6、D54，-9.6、E6，-29.4。2、工艺确定：宏程序是在程序中使用变量，通过对变量进展赋值及处理到达程序功能。在轮廓的倒角加工中，通常采用等高加工方法来实现，轮廓倒圆角加工则选择旋转角作为控制变量。如图8分析知道，周边圆角属于曲面加工，选择球头铣刀要比平底立铣刀好的多，我们选择8硬质合金球头铣刀。这里为减少刀具磨损采用由低往高的铣削方向，即在Z方向上的变量是由A点向上铣削到B点深度由-6到4，Z方向变量值取正直，按照A到B的图形轮廓可知，此时的刀位点向轮廓里面偏置了一个圆角半径量，即0到90的圆弧，刀位点在任意一点上对应的角

13、度为1，则，对应的1角度下的当前Z轴高度2和当前刀补值3就可以通过三角函数关系计算出来。3、参考加工程序：加工程序：%0001程序名N1G54 G90 G40 G17 G94 建立工件坐标系，程序初始化N2M03 S3000主轴正转，转速3000r/minN3G00 *-35 Y-20 Z10 M07快速定位，切削液开N4G01 Z-6 F100定位到切削起点N5#1=0设置初始角度N6#4=90PI/180设置终止角度N7#5=2PI/180设置每层步距角度N8WHILE #1 LE #4循环判别N9#2=10SIN#1-6计算Z轴当前高度N10#3=10COS#1-6计算当前刀具半径补偿值

14、N11G01 Z#2 F300Z轴抬刀N12G01 G41 *-30 Y0 D#3 F1000参加刀补OA直线进给N13G02 *6 Y29.4 R30AB圆弧进给N14G01 *54 Y9.6 BC直线进给N15G02 Y-9.6 R20CD圆弧进给N16G01 *6 Y-29.4DE直线进给N17G02 *-30 Y0 R30EA圆弧进给N18G01 G40 *-35 Y-20AO返回起点并取消刀补N19#1=#1+#5当前角度位置增量步进N20ENDW返回循环，继续判别N21G01 Z10 F300循环完毕，Z轴抬刀N22G00 *0 Y0 Z100 M09抬刀到平安距离，切削液关N23M30程序完完毕并复位其实不单单只是此例，任意图形周边倒圆角、倒方角、倒任意斜