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如何車削固定循環(huán)中運用刀具半徑補償
閱讀：358 發(fā)布時間：2020-8-12一、 數(shù)控車床刀尖半徑補償概念
數(shù)控車床在車削工件時 ,所使用刀具的刀尖 ,從制造工藝的角度來看 ,是無法做到的尖銳 ,另一方面從切削原理的角度來看 ,刀尖具有一定的圓角 ,既增加刀具的使用壽命 ,又可以改善工件的表面粗糙度。但是數(shù)控車床在對刀時 ,所獲得的刀尖位置是一個假想刀尖 ,按此刀尖位置進行編程 ,刀具實際車削點是刀尖圓弧上與被加工表面相切的一點 ,當(dāng)?shù)毒哕壽E與坐標軸不成正交狀態(tài)時 ,會出現(xiàn)切過或欠切現(xiàn)象 ,造成加工誤差。
早期數(shù)控車床不具備刀尖半徑補償功能 ,為減小由于刀尖圓角所產(chǎn)生的加工誤差 ,采用人工計算的方法將偏差在編程中補償后 ,修正刀具實際軌跡 ,使之與編程軌跡吻合,可保證工件符合精度要求。但是采用人工計算進行刀尖半徑補償時 ,當(dāng)?shù)毒吣p或零件形狀發(fā)生改變時 ,都要重新計算編程參數(shù) ,因此 ,編程非常繁瑣且容易出現(xiàn)錯誤。
現(xiàn)代全功能數(shù)控車床具有自動刀尖半徑補償功能 ,編程時不必計算出刀具中心軌跡 ,只按零件輪廓編程即可 ,數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工輪廓的加工程序和刀具中心的偏移量 ,自動計算出刀具中心軌跡。對刀尖圓弧半徑引起的誤差進行補償 ,達到加工要求。
二、 自動刀尖半徑抵償辦法
1 .刀尖半徑抵償設(shè)置 加工前 ,經(jīng)過機床數(shù)控體系的操作面板向體系存儲器中輸入刀具抵償?shù)挠嘘P(guān)參數(shù):刀尖圓弧半徑 R和刀尖方位 T。
編程時 ,按零件概括編程 ,并在程序中采用刀具半徑抵償指令。當(dāng)體系履行程序中的半徑抵償指令時 ,數(shù)控設(shè)備讀取存儲器中相應(yīng)刀具號的半徑抵償參數(shù) ,刀具主動按刀尖方位 T方向 ,違背零件概括一個刀尖半徑值 R,刀具按刀尖圓弧中間軌道運動。
2 .刀具半徑補償指令 G41 G42 G40順著刀具運動方向看 ,工件輪廓在刀具的左邊稱為左補償 ,使用G41左補償指令。工件輪廓在刀具的右邊稱為右補償 ,使用 G42右補償指令。G40為取消刀具半徑補償指令。
3 .刀具補償?shù)慕⑦^程 刀具補償?shù)倪^程分為三步。 (1)、 刀補的建立 ,刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程; (2)、刀補進行 ,執(zhí)行有 G41、 G42指令的程序段后 ,刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量; (3)、 刀補的取消 ,刀具離開工件 ,刀具中心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。
三、 FANUC系統(tǒng)固定循環(huán)指令中刀尖半徑補償?shù)膽?yīng)用
數(shù)控車床工件的毛坯常用棒料或鑄、 鍛件 ,因此 ,加工余量較大 ,一般需要多次切削加工,才能去除全部余量 , FANUC數(shù)控系統(tǒng)提供了不同形式的固定循環(huán)功能 ,以簡化編程 ,縮短程序長度 ,減少程序所占內(nèi)存。其中粗車循環(huán)指令 G71,適用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。之后采用 G70精車循環(huán)指令進行精加工。在使用固定循環(huán)指令加工工件時 ,為保證加工精度 ,必須設(shè)置刀具半徑補償。
下面以加工如圖一所示錐形工件為例 ,分析使用外圓粗車循環(huán)指令 G71和精車循環(huán)指令 G70指令編程加工 ,刀尖半徑補償指令的設(shè)置方式及刀具軌跡。
1 .刀尖半徑補償指令設(shè)置在粗車循環(huán)指令 G71之前 ( 1 )加工程序 O0001; N50 G71P60Q100 U1 . 0W0 . 1;
N10 G54 M03 S500 F0 . 3; N60 G00X10 .0 S1000;
N100 X32 . 0;N20 T0101;
N70 G00X10 . 0 S1000;N110 G70 P10 Q20
N30 G42G00 X32 . 0 Z2 . 0; N80 G01 Z0 . 0F0 . 15;
N120 G40 G00 X100 . 0 Z100 . 0; N40 G71 U2 . 0R1 . 0;
N90 X30 . 0 . 0Z - 10 . 0;N130M30;
(2)刀具軌跡:刀尖半徑補償指令置于 G71之前 ,粗加工時 ,刀具半徑補償指令不產(chǎn)生作用 ,沿工件輪廓走刀 ,刀具軌跡為假想刀尖與工件輪廓偏移量為設(shè)定精加工余量 ,工件尺寸在 X和 Z方向仍然存在加工誤差。
加工時 ,假想刀尖軌跡如圖二所示: A點 (32 . 02 . 0)精車循環(huán)起點。B點 (10 . 0 1 . 2) A - B起刀程序段 ,執(zhí)行刀具偏置過渡運動 ,刀具半徑補償建立。在起刀程序段的下一個程序段的起點位置 ,刀尖中心定位于程編軌跡的垂線上。C點 (10 . 0 - 0 .234) 刀尖在 Z方向補償偏差ΔZ = 0 . 234刀具圓弧中心移動到兩個程序段的程編軌跡被移動一個刀尖圓弧半徑后彼此相交的位置 (稱為交點 )。D 點(29 . 531 - 10 . 0) 刀尖在 X方向補償偏差ΔX = 0 .234 (直徑方式編程 )。E點 (31 . 2 - 10 . 0) 刀尖圓弧中心移動到交點。
2 .刀尖半徑補償指令設(shè)置在精車程序段中
(1) 加工程序 O0002;
N10 G54M03S500;N50 G71 P60 Q90 U1 . 0W0 . 1;
N90 G40 X32 . . 0; N20 T0101;
N60 G00 X10 . 0; N100 G70 P10 Q20;
N30 G00 X32 . 0 Z2 . 0; N70G01 Z0 . 0 F0 . 15;
N110 G00 X100 . 0 Z100; N40 G71 U2 . 0 R1 . 0;
N80 G01 X30 . 0 Z - 10 . 0;N120M30;
(2) 刀具軌道:刀尖半徑抵償指令置于精車程序起始段中 ,在精加工過程中刀尖半徑抵償功用發(fā)生作用 ,刀尖圓弧中間違背工件概括一個刀尖半徑,加工工件到達尺度精度需求。
加工時設(shè)想刀尖軌道如圖三所示。A點 ( 32 . 02 . 0)精車循環(huán)起點。B點 (10 . 0 1 . 2) A - B起刀程序段 ,履行刀具偏置過渡運動 ,刀具半徑抵償樹立。在起刀程序段的下一個程序段的起點方位 ,刀尖中間定坐落程編軌道的垂線上。C點 (10 . 0 - 0 .234) 刀尖在 Z方向抵償誤差ΔZ = 0 . 234 ,刀具圓弧中間移動到交點。D點 (29 . 766 - 10 . 0)刀尖在X方向抵償誤差ΔX = 0 . 234 (直徑方法編程 ) ,因刀具由 D點向 E點移動程序段運用 G40撤銷刀尖半徑抵償 ,則在撤銷半徑抵償之前一個程序段 ,刀尖中間運動到垂直于程編軌道的方位。E點 ( 32 . 0 -10 . 0)刀具定坐落抵償撤銷的結(jié)尾方位。設(shè)想刀尖與程編軌道重合。
3 .刀尖半徑補償指令設(shè)置在精車循環(huán)指令 G70前 (1)加工程序 (略 ) (2) 刀具軌跡:在 G70前設(shè)置刀尖半徑補償指令時 ,需設(shè)置起刀段 ,精加工時 ,刀具軌跡與刀尖半徑補償指令置于 G71之前相同。如圖二所示。
結(jié)論: 通過以上分析 ,在使用粗精車循環(huán)指令進行錐形工件編程加工時 ,為提高工件加工精度 ,進行刀尖半徑補償時 ,將刀具半徑補償指令置于指令G71之前 ,在粗加工時無刀具半徑補償作用 ,刀尖半徑補償功能只在精加工過程中產(chǎn)生作用。刀尖半徑補償指令置于 G70之前及設(shè)置在精車加工路線起始段中 ,刀尖半徑補償功能在精加工過程中產(chǎn)生作用 ,即刀具中心與程編軌跡偏移一個矢量 ,自動補償因刀尖圓角引起的誤差。滿足工件加工精度要求。
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