數(shù)控車床的特點(diǎn)及功能
, A5 c7 U R0 e( w( o7 r! h數(shù)控車床的工藝裝備
: P) b$ s5 N: e. A+ _6 S# y零件圖紙的數(shù)據(jù)處理0 k/ u% }# x5 I! {6 C, M7 R
數(shù)控車削加工工藝處理* _, D- A* K# V
數(shù)控車削加工程序編制 " m% L6 l& F, y9 ?: ?+ x
數(shù)控車床的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
& @5 f! M4 A( e! r 數(shù)控機(jī)床的分類
9 Q3 D# X$ w% O 按車床主軸位置分類
: Q6 S' ?. d; h2 B* ` 臥式數(shù)控車床" O' x/ ]6 H1 E8 V9 }0 _8 W
立式數(shù)控車床 . Z. E) I3 @1 b4 x, r& E4 Z: S
對(duì)刀具的要求
( t6 x& V/ z1 i' w- y/ ~, E% A 數(shù)控車床能兼作粗,、精加工,。為使粗加工能以較大切削深度、較大進(jìn)給速度地加工,，要求粗車刀具強(qiáng)度高,、耐用度好。精車首先是保證加工精度,，所以要求刀具的精度高,、耐用度好。為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀,，應(yīng)可能多地采用機(jī)夾刀,。
8 [0 G; H: U; J6 P 數(shù)控車床還要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能,。在使用刀具壽命管理時(shí),，刀片耐用度的設(shè)定原則是以該批刀片中耐用度最低的刀片作為依據(jù)的。在這種情況下,，刀片耐用度的一致性甚至比其平均壽命更重要,。
/ _1 Z# E! |2 Y `) g, M- x刀片可分為正型和負(fù)型兩種基本類型,。正型刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工,，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片,。負(fù)型刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片
) E4 H$ w2 L2 O+ i# E6 \# g切削用量的確定
/ Y$ K+ `4 W A" ~1 |! I 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度),、背吃刀量和進(jìn)給量,。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量,，并應(yīng)編入程序單內(nèi),。# r& } S" ~( k+ v/ `* a
合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí),，一般以提高生產(chǎn)率為主,，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本，通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量,，采用較低的切削速度,；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,，兼顧切削效率,、經(jīng)濟(jì)性和加工成本，通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量,，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù),，以盡可能提高切削速度。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),、切削用量手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定,。
8 d4 ~- `& c& n- c' g/ R$ D- L4 b(1) 背吃刀量阿ap (mm)，亦稱切削深度,。主要根據(jù)機(jī)床,、夾具、刀具和工件的剛度來(lái)決定,。在剛度允許的情況下,，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一次切除余量,，以便提高生產(chǎn)效率,。精加工時(shí)，則應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量,，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率,。在數(shù)控機(jī)床上，精加工余量可小于普通機(jī)床，一般取(0.2～0.5) mm
( u i% g; f6 |; @0 k. [) c式中：3 X e5 _' G4 G( K3 b
vc————切削速度,，由刀具的耐用度決定,；
. z1 N9 D3 T" L8 h3 P; v9 L D——工件或刀具直徑(mm)。
A; _) ^$ \' Y* [2 N4 i2 {) A 主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)計(jì)算值在機(jī)床說(shuō)明書(shū)中選取標(biāo)準(zhǔn)值,，并填入程序單中,。: ]! D' ?' I" I H" {
(3) 進(jìn)給量(進(jìn)給速度)f(mm/min或mm/r)是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具,、工件材料性質(zhì)選取,。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。
% |0 N2 ~" G- J, K 當(dāng)加工精度,、表面粗糙度要求高時(shí),，進(jìn)給速度(進(jìn)給量)應(yīng)選小些，一般在20～50 mm/min范圍內(nèi)選取,。粗加工時(shí),，為縮短切削時(shí)間，一般進(jìn)給量就取得大些,。工件材料較軟時(shí)，可選用較大的進(jìn)給量,；反之,，應(yīng)選較小的進(jìn)給量。
# `% C8 n i$ I* z/ L( c: h 車,、銑,、鉆等加工方式下的切削用量可參考下表選取。
/ H" X) E- {) y$ A: }6 A加工坐標(biāo)系7 y% ]. Y5 x% t. A( I
直徑編程方式
- a4 w( `2 N6 S; ? 進(jìn)刀和退刀方式 8 S4 S$ F" {: c$ l$ |
數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工,、端面車削加工,、鉆孔加工、螺紋加工,、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等,，在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，下面將結(jié)合FANUC-0T數(shù)控系統(tǒng)討論數(shù)控車床基本編程方法,。
6 @' u* ^1 v/ R# {5 d6 V+ YF功能指令用于控制切削進(jìn)給量,。在程序中，有兩種使用方法& J& L: |, ~2 i
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 $ d: y% ?7 t2 K5 _
編程格式 G95 F~ 2 S7 k; j5 O$ B. C4 t! K. b2 ?
F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,，單位為mm/r
/ w8 o. G# o. P) i5 R9 h+ ^# C 例：G95 F0.2 表示進(jìn)給量為0.2 mm/r
; E6 }% m( y: ?
6 P9 g. A) O3 ]1 U5 ?$ K 每分鐘進(jìn)給量8 {2 s+ J7 e5 x
編程格式G94 F~: O |/ M8 C6 g# w$ S) T S
F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量,，單位為mm/min
8 Q$ U2 `2 X7 S 例：G94 F100 表示進(jìn)給量S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速
( p# ^1 |5 }% t4 r S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min,。在具有恒線速功能的機(jī)床上,，S功能指令還有如下作用：& v& ?: t/ X4 ~7 \8 y/ r
最高轉(zhuǎn)速限制- e6 x# Y, `- I1 ~3 m- y7 @+ H7 L
編程格式 G50 S～# h1 l M; k7 e8 R/ |, z" c1 [
S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min
8 `6 X& v% P6 G* z 例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min l% V0 q) q8 h" N6 ]0 S
恒線速控制
) x3 Y" v) Z/ K4 X, D! D# H 編程格式 G96 S～
- }$ y* L# \7 V! }# ?' z! H S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。
, U7 e; T1 q: f, o! d 例：G96 S150 表示切削線速度控制在150 m/min,。
# Y9 o5 Z1 Y! u F 恒線速取消
) a. u; T& T% S# Y, |% N7 { 編程格式 G97 S～2 M( \# i9 l# F1 w
S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速,，如S未指定,，將保留G96的最終值。# n1 |( s6 {! m' C) S0 j
例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min為100mm/min 8 [' ~& Y) f* s4 r! W2 V5 f: k
T功能指令用于選擇加工所用刀具,。7 `$ o' W- F9 U3 ~ [+ k- ~) ~ z
編程格式 T～- o1 d2 i7 m! y
T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼,。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào),，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào),，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。 例：T0303
7 J& \" n5 N0 y1 X3 h% i 表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑輔助功能字由M地址符及隨后的兩位數(shù)字組成,，所以也稱為M功能或M指令,。它用來(lái)指令數(shù)控機(jī)床的輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。
! R1 C) k1 f+ }2 R u. m 常用的M功能有：+ f I/ c0 S3 X8 n1 H* E
M00： 程序暫停,，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使 程序繼續(xù)運(yùn)行,； M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似,，但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效,； M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)； M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),； M05：主軸停止,；0 o; ~7 l7 Q4 Z2 T+ a+ e% N
M06：換刀 M08：冷卻液開(kāi)； M09：冷卻液關(guān),； M30：程序停止,，程序復(fù)位到起始位置。
4 C7 @: V* c9 y% P4 J1 w3 u補(bǔ)償值,。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償,。
! V4 k' c8 [% ^! E3 Y% l' F8 ]& C1 P/ H: V
編程格式 G50 X～ Z～ 式中X、Z的值是起刀點(diǎn)相對(duì)于加工原點(diǎn)的位置,，G50使用方法與G92類似,。9 }. X$ D4 R3 A
例：如圖所示設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下： G50 X128.7 Z375.1 ) W4 X0 N: ]$ F" P) B7 b( k9 x( ?
G00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有加速和減速,，該指令對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有要求,。
) {0 @1 T. z% Q7 P9 n- ~ 其指令格式：8 ]% }* r* p; q/ A! I( m
G00 X(U)____ Z(W)____ 8 \0 R" ~! P0 U, F m- R+ f# l8 A2 k
因?yàn)閄軸和Z軸的進(jìn)給速率不同，因此機(jī)床執(zhí)行快速運(yùn)動(dòng)指令時(shí)兩軸的合成運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線,，因此在使用G00指令時(shí),，一定要注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。
% d# R. Z& y% I 如所示的定位指令如下：
# }! ^5 t# l! v7 [$ ^2 h G50 X200.0 Z263.0/ } M) k/ o/ w& r+ p% k
G00 X40.0 Z212.0
9 L8 s1 W8 a# x' {; i 或G00 U-160.0 W-51.0 G00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置,，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有加速和減速,，該指令對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有要求。
' s* u% w: k3 h d5 ` 其指令格式：4 [5 E2 r3 l0 i+ U. n: f
G00 X(U)____ Z(W)____ 7 b. r, }3 ^2 K3 S0 B! p; P0 w
因?yàn)閄軸和Z軸的進(jìn)給速率不同，因此機(jī)床執(zhí)行快速運(yùn)動(dòng)指令時(shí)兩軸的合成運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線,，因此在使用G00指令時(shí),，一定要注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。! ]/ ]3 I1 U. `0 G" S& p
如所示的定位指令如下：
+ K) m& j. i b. O G50 X200.0 Z263.08 n8 {/ A7 l. ~& z4 ?1 D% c
G00 X40.0 Z212.0
& U; j% A# }2 h3 Y% F) ` 或G00 U-160.0 W-51.0 G01指令命令機(jī)床刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置,。0 r+ I# ~! C& L* M; E" ]
指令格式：
0 a7 U) q# G; s5 P G01 X(U)__Z(W)__F ,；
0 n6 N8 Q4 |( p, C' c( _& d 使用G01指令時(shí)可以采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，也可采用相對(duì)坐標(biāo)編程,。當(dāng)采用絕對(duì)坐編程時(shí),，數(shù)控系統(tǒng)在接受G01指令后，刀具將移至坐標(biāo)值為X,、Z的點(diǎn)上,；當(dāng)采用相對(duì)坐編程時(shí)，刀具移至距當(dāng)前點(diǎn)距離為U,、W值的點(diǎn)上,。如圖所示的直線運(yùn)動(dòng)指令如下：( y! L: L3 N! i, s; S2 h
G01 X40.0 Z20. F0.2; p6 j" W5 g! X* l
絕對(duì)值指令編程2 ] e, c2 i9 |# U! I* S
G01 U20.0 W-25.9 F0.2;. }) X1 i0 D! y
相對(duì)值指令編程) v+ x# c$ h9 f/ S4 A
圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，用于加工圓弧輪廓,。圓弧插補(bǔ)命令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03兩種,。其指令格式如下：
1 r0 B3 j& i x& `" ^* Y/ I 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：
6 p# \7 Y3 h/ Z* ~, ^# N6 r9 c' M G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____；5 t4 F- A% h; q3 W- H
G02 X(U)____Z(W)___R___ F____,；! l) y' y& r. {2 ^
逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：
( }6 r; M: B) B0 s G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____,；； x) D i: m' j# z( k9 f
G03 X(U)____Z(W)___R___ F____,；
1 m& R' A0 [0 o- E( a8 O 使用圓弧插補(bǔ)指令，可以用絕對(duì)坐標(biāo)編程,，也可以用相對(duì)坐標(biāo)編程,。絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，X,、Z是圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值,；增量編程時(shí)，U,、W是終點(diǎn)相對(duì)始點(diǎn)的距離,。圓心位置的指定可以用R，也可以用I,、K,，R為圓弧半徑值；I,、K為圓心在X軸和Z軸上相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量; F為沿圓弧切線方向的進(jìn)給率或進(jìn)給速度,。
+ }, d( F: ` P$ z( s. d 規(guī)定圓心角α≤180°時(shí)，用“+R”表示；α> 180°時(shí),，用“-R”,。4 D- l" p7 d5 t( K
注意：R編程只適于非整圓的圓弧插補(bǔ)的情況，不適于整圓加工
% E- Z& m; Y& v如圖所示的圓弧從起點(diǎn)到終點(diǎn)為順時(shí)針?lè)较�,，其走刀指令可編�?xiě)如下：, _. p( o5 d3 d8 H& d! ]
G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3,；
' y/ d0 E/ ~2 D( F 絕對(duì)坐標(biāo)，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r, N/ c/ A' n& k- {
G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3,；4 x! d: k' t/ D
相對(duì)坐標(biāo)，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r
3 ~ {1 O" l4 c2 n G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3,；
/ ^4 @' q& ?. A 絕對(duì)坐標(biāo)，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r
# e9 {/ v3 G1 u) ? G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3,；
7 f4 }) Y! C! E% l' A 相對(duì)坐標(biāo)，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r G04指令用于暫停進(jìn)給,。
3 F8 l5 Z2 u2 n2 `. u9 w& q6 D B 其指令格式是：
% h, Z& O2 C( Y6 q5 v G04 P____或G04 X(U)____
' [8 A$ M, ~: @6 C- ` 暫停時(shí)間的長(zhǎng)短可以通過(guò)地址X(U)或P來(lái)指定。其中P后面的數(shù)字為整數(shù),，單位是ms,；X(U)后面的數(shù)字為帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為s,。有些機(jī)床,，X(U)后面的數(shù)字表示刀具或工件空轉(zhuǎn)的圈數(shù)。3 ^2 T7 F8 U1 T
該指令可以使刀具作短時(shí)間的無(wú)進(jìn)給光整加工,，在車槽,、鉆鏜孔時(shí)使用，也可用于拐角軌跡控制,。例如,，在車削環(huán)槽時(shí)，若進(jìn)給結(jié)束立即退刀,，其環(huán)槽外形為螺旋面,，用暫停指令G04可以使工件空轉(zhuǎn)幾秒鐘，即能將環(huán)形槽外形光整圓,，例如欲空轉(zhuǎn)2.5s時(shí)其程序段為：4 f; q2 v- S0 c! x) W* S
G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500,；
$ W3 K! j1 h9 T4 u; oG20表示英制輸入/ b; |2 B. G# H( z4 N8 i& e$ y# x
G21表示米制輸入
1 V. l! y. E2 E4 }2 H; [) e G20和G21是兩個(gè)可以互相取代的代碼+ u5 d4 F+ S2 f# c" y% M8 g
機(jī)床出廠前一般設(shè)定為G21狀態(tài)，機(jī)床的各項(xiàng)參數(shù)均5 X- H( l4 Z% \: H2 Y
以米制單位設(shè)定,。# ~; Q6 ?, m# O! J' k. Z9 |0 @! v4 N
如果一個(gè)程序開(kāi)始用G20指令,，則表示程序中相關(guān)的0 D' W7 W9 K2 B1 H7 E# ^
一些數(shù)據(jù)均為英制(單位為英寸),。
% l# w8 h6 C, s+ ^9 u# w$ K5 D+ q 如果程序用G21指令，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù); s5 M& w( O7 v2 F1 {% ~- o
均為米制(單位為mm),。# S3 O3 ^- A# @6 O" B b7 C- O" A- O
在一個(gè)程序內(nèi),，不能同時(shí)使用G20或G21指令，且必+ S0 ]' c1 q5 s
須在坐標(biāo)系確定前指定,。# B2 z# P& h, ?8 g$ Z
G20或G21指令斷電前后一致,，即停電前使用G20或
0 q6 B% c, C# j2 c6 c# W- M8 ], dG21指令，在下次后仍有效,，除非重新設(shè)定,。
9 f& |6 [' H, t+ a7 y/ j在數(shù)控車削中有兩種切削進(jìn)給模式設(shè)置方法，即進(jìn)給率(每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式)和進(jìn)給速度(每分鐘進(jìn)給模式),。
$ I" I/ ` @% c+ ]% B, j 2.6.1 刀具的幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償
/ C2 V; i* C9 w& o' L' _0 a" f: I 如圖所示,，刀具幾何補(bǔ)償是補(bǔ)償?shù)毒咝螤詈偷毒甙惭b位置與編程時(shí)理想刀具或基準(zhǔn)刀具的偏移的；刀具磨損補(bǔ)償則是用于補(bǔ)償當(dāng)?shù)毒呤褂媚p后刀具頭部與原始尺寸的誤差的,。這些補(bǔ)償數(shù)據(jù)通常是通過(guò)對(duì)刀后采集到的,，而且必須將這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地儲(chǔ)存到刀具數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后通過(guò)程序中的刀補(bǔ)代碼來(lái)提取并執(zhí)行,。
2 x& p, y; `( @% X% k9 h6 V* F刀補(bǔ)指令用T代碼表示,。常用T代碼格式為：T xx xx，即T后可跟4位數(shù),，其中前2位表示刀具號(hào),，后兩位表示刀具補(bǔ)償號(hào)。當(dāng)補(bǔ)償號(hào)為0或00時(shí),，表示不進(jìn)行補(bǔ)償或取消刀具補(bǔ)償,。有些系統(tǒng) T代碼格式為： T xx ，即T后可跟2位數(shù),，2位數(shù)既表示刀具號(hào),，同時(shí)表示刀具補(bǔ)償號(hào)。7 _+ S \) z; Z9 ~- v! |! G! i
若設(shè)定刀具幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償同時(shí)有效時(shí),，刀補(bǔ)量是兩者的矢量和。若使用基準(zhǔn)刀具,，則其幾何補(bǔ)償位置補(bǔ)償為零,，刀補(bǔ)只有磨損補(bǔ)償。在圖示按基準(zhǔn)刀尖編程的情況下,，若還沒(méi)有磨損補(bǔ)償時(shí),，則只有幾何位置補(bǔ)償，?X=?Xj,、?Z=?Zj,；批量加工過(guò)程中出現(xiàn)刀具磨損后,，則：?X=?Xj+?Xm、?Z=?Zj+?Zm,；而當(dāng)以刀架中心作參照點(diǎn)編程時(shí),，每把刀具的幾何補(bǔ)償便是其刀尖相對(duì)于刀架中心的偏置量。因而,，第一把車刀：?X=?X1,、?Z=?Z1；第二把車刀：?X=?X2,、?Z=?Z3,。 + C! I( X' l7 n1 `0 k1 y, f
數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具的補(bǔ)償或取消刀補(bǔ)都是通過(guò)拖板的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)帶自動(dòng)換刀的車床而言,，執(zhí)行T指令時(shí),，將先讓刀架轉(zhuǎn)位，按前2位數(shù)字指定的刀具號(hào)選擇好刀具后,，再按后2位數(shù)字對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)地址中刀具位置補(bǔ)償值的大小來(lái)調(diào)整刀架拖板位置,，實(shí)施刀具幾何位置補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償。T代碼指令可單獨(dú)作一行書(shū)寫(xiě),，也可跟在移動(dòng)程序指令的后部,。當(dāng)一個(gè)程序行中，同時(shí)含有刀補(bǔ)指令和刀具移動(dòng)指令時(shí),，是先執(zhí)行T代碼指令,，后執(zhí)行刀具移動(dòng)指令。3 K, ?+ H$ @* [6 \! w0 g
刀尖半徑補(bǔ)償1 |1 f8 ?# M1 I2 F4 Y9 Y" z, }
雖然采用尖角車刀對(duì)加工及編程都很方便,，但由于刀頭越尖就越容易磨損,，并且當(dāng)?shù)毒咛舛M(jìn)給速度又較大時(shí)，可明顯地感覺(jué)出一般的輪廓車削將產(chǎn)生車螺紋的效果,，即使減小進(jìn)給速度,，也會(huì)影響到加工表面的粗糙度。為此,，精車時(shí)常將車刀刀尖磨成圓弧過(guò)渡刃,。采用這樣的車刀車內(nèi)、外圓和端面時(shí),，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀,，但轉(zhuǎn)角處的尖角肯定是無(wú)法車出的，并且在切削錐面或圓弧面時(shí),，會(huì)造成過(guò)切或少切,，因此，有必要對(duì)此采用刀尖半徑補(bǔ)償來(lái)消除誤差,。
: ?! J L9 U* ~: M如圖所示,，有刀尖存在時(shí),，對(duì)刀尖按輪廓線編程加工，即可以得到理想輪廓,，不需要考慮刀補(bǔ),；而用圓弧頭車刀時(shí)，若還按假想刀尖編程加工而又不考慮刀補(bǔ),，則實(shí)際切削得到的輪廓將產(chǎn)生誤差,，只有考慮刀補(bǔ)(人工考慮刀補(bǔ)量進(jìn)行編程，即以偏移理想輪廓一個(gè)刀具半徑的軌跡線計(jì)算)編程加工后,，方可保證切削得到理想輪廓線,。當(dāng)然也可以按照輪廓軌跡編程，再在程序中適當(dāng)位置加上刀補(bǔ)代碼,，讓機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行刀補(bǔ),。
6 }9 `) k- Z, ^4 W利用機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)，需要使用G40,、G41,、G42指令。 h- x6 r+ E! Z1 t n: w
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行到含T代碼的程序指令時(shí),，僅僅是從中取得了刀具補(bǔ)償?shù)募拇嫫鞯刂诽?hào)(其中包括刀具幾何位置補(bǔ)償和刀具半徑大小),，此時(shí)并不會(huì)開(kāi)始實(shí)施刀尖半徑補(bǔ)償。只有在程序中遇到G41,、G42,、G40指令時(shí)，才開(kāi)始從刀庫(kù)中提取數(shù)據(jù)并實(shí)施相應(yīng)的刀徑補(bǔ)償,。
$ a$ y4 [. y/ y" f1 e1 Z& F G41——刀尖半徑左補(bǔ)償,。沿著進(jìn)給方向看，刀尖位置應(yīng)在編程軌跡的左邊,。
- D. o1 H, |0 h8 {" W- O- W. ` G42——刀尖半徑右補(bǔ)償,。沿著進(jìn)給方向看，刀尖位置應(yīng)在編程軌跡的右邊,，如圖2-41所示,。
( F7 u% I5 ]4 m! s G40——取消刀尖半徑補(bǔ)償。刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與編程軌跡一致,。6 |$ \0 N" i7 f9 r+ R. }" }$ g: a
刀位點(diǎn)與刀尖方位3 W; G( Y @4 p0 i
刀位點(diǎn)即是刀具上用于作為編程相對(duì)基準(zhǔn)的參照點(diǎn),。當(dāng)執(zhí)行沒(méi)有刀補(bǔ)的程序時(shí)，刀位點(diǎn)正好走在編程軌跡上,；而有刀補(bǔ)時(shí),，刀位點(diǎn)將可能行走在偏離于編程軌跡的位置上,。按照試切對(duì)刀的情況看,，對(duì)刀所獲得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是刀尖的坐標(biāo),，采用對(duì)刀儀，也基本上是按刀尖對(duì)刀的,。而事實(shí)上,，對(duì)于圓弧頭車刀而言，這個(gè)刀尖是不存在的,，是一個(gè)假想的刀尖點(diǎn)(如圖 (a)中A點(diǎn)),。當(dāng)然，也可通過(guò)測(cè)出刀尖圓弧半徑值來(lái)推測(cè)出刀尖圓弧中心點(diǎn)(圖 (a) 中B點(diǎn)),。編程時(shí),，通常就是用這樣兩個(gè)參照點(diǎn)來(lái)作為刀位點(diǎn)的，刀尖半徑補(bǔ)償也就是圍繞這兩種情況進(jìn)行的,。6 s: S( r9 _: w& h3 Z" U
事實(shí)上,，當(dāng)采用A點(diǎn)編程補(bǔ)償方式時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部只對(duì)錐面及圓弧面計(jì)算刀補(bǔ),，而對(duì)車端面與車外圓則不進(jìn)行刀補(bǔ),。當(dāng)采用B點(diǎn)編程刀補(bǔ)方式時(shí)，則無(wú)論什么樣的輪廓線都需要進(jìn)行刀補(bǔ)運(yùn)算,。當(dāng)然,，對(duì)有刀補(bǔ)功能的車床來(lái)說(shuō)，無(wú)論用哪種補(bǔ)償方式,，我們都只需要按零件最終得到的輪廓線進(jìn)行編程,，至于怎么具體地實(shí)施刀補(bǔ)，則是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部要做的事情,。但對(duì)于沒(méi)有刀補(bǔ)功能的車床來(lái)說(shuō),，考慮如何刀補(bǔ)則是編程者必須要考慮的問(wèn)題，只有正確的刀補(bǔ)編程才能得到準(zhǔn)確的輪廓軌跡,。
) c5 a% L% p3 n( ?" s! v雖然說(shuō)只要采用刀徑補(bǔ)償,，就可加工出準(zhǔn)確的軌跡尺寸形狀，但若使用了不合適的刀具,，如左偏刀換成右偏刀,，那么采用同樣的刀補(bǔ)算法還能保證加工準(zhǔn)確嗎？肯定不行,。為此,，就引出了刀尖方位的概念。圖 (b)所示為按假想刀尖方位以數(shù)字代碼對(duì)應(yīng)的各種刀具裝夾放置的情況,；如果以刀尖圓弧中心作為刀位點(diǎn)進(jìn)行編程,，則應(yīng)選用0或9作為刀尖方位號(hào)，其他號(hào)都是以假想刀尖編程時(shí)采用的,。只有在刀具數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)按刀具實(shí)際放置情況設(shè)置相應(yīng)的刀尖方位代碼,，才能保證對(duì)它進(jìn)行正確的刀補(bǔ),；否則，將會(huì)出現(xiàn)不合要求的過(guò)切和少切現(xiàn)象,。6 Y0 @% J. k( F; T9 v
刀徑補(bǔ)償?shù)囊?初次加載)
}! I. V Z T0 d 由沒(méi)有設(shè)定刀徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡到首次執(zhí)行含G41,、G42的程序段，即是刀尖半徑補(bǔ)償?shù)囊脒^(guò)程,。見(jiàn)圖2-43,，編程時(shí)書(shū)寫(xiě)格式為：, E6 ~4 p) |; {8 J5 Z3 }3 [$ M. y! W
...1 }4 |, }' q( h$ k! z8 ~
G40G00(G01) ... ；先取消以前可能加載的刀徑補(bǔ)償(如果
9 K `- b% W' @# } ^0 v5 Z0 H 以前未用過(guò)G41或G42,，則可以不寫(xiě)這一行)
9 s' H& ~+ v! D! v7 cG41(G42) G01(G00) ...Dxx,； 在要引入刀補(bǔ)的含坐標(biāo)移
/ p! {/ m. [7 L/ _! S 動(dòng)的程序行前加上G41或G42' e3 P' ~. c% O7 }+ n) ^
刀徑補(bǔ)償?shù)娜∠?卸載)
: {$ v& j0 t1 P$ x6 s3 y Z" m 執(zhí)行過(guò)刀徑補(bǔ)償G41或G42的指令后，刀補(bǔ)將持續(xù)對(duì)每一編程軌跡有效,；若要取消刀補(bǔ),，則需要在某一編程軌跡的程序行前加上G40指令，或單獨(dú)將G40作一程序行書(shū)寫(xiě),。: _9 ?- i8 r- T& s
注意： M4 ~# f! r; i% O% @6 L3 O8 C( ^% U ? Q
(1) 刀徑補(bǔ)償?shù)囊牒托遁d不應(yīng)在G02,、G03圓弧軌跡程序行上實(shí)施。! N1 A2 f+ \7 Y, i4 K D
(2) 刀徑補(bǔ)償引入和卸載時(shí),，刀具位置的變化是一個(gè)漸變的過(guò)程,。- w$ u* p* B3 L' D2 X9 k9 ^
(3) 當(dāng)輸入刀補(bǔ)數(shù)據(jù)時(shí)給的是負(fù)值，則G41,、G42互相轉(zhuǎn)化,。+ j( j5 A4 E' @0 D& O. q$ n
(4) G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定,，否則會(huì)產(chǎn)生一種特殊的補(bǔ)償,。
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發(fā)表于 2007-3-1 08:27:44
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