數(shù)控車床的特點(diǎn)及功能
+ N9 K' e5 N8 o" }# u1 I6 N數(shù)控車床的工藝裝備
/ {1 p# h2 x9 }$ _4 Z! |零件圖紙的數(shù)據(jù)處理5 U- _, J2 W$ K& q
數(shù)控車削加工工藝處理) R% M; C1 c/ o
數(shù)控車削加工程序編制
: o, c* H8 T( H9 @: T數(shù)控車床的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)' y* C9 s! T! H! Y) X
數(shù)控機(jī)床的分類- P1 K. e7 m9 F" A# @
按車床主軸位置分類' R" d9 F: s/ t: T3 h
臥式數(shù)控車床
8 p; n& Y2 i# C- R) `9 u( G1 v8 p) e$ G 立式數(shù)控車床 ) z. J) ]7 T" _/ z/ K& w4 K' f
對(duì)刀具的要求
3 x, U* i: ?" q; B1 E7 \ 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。
4 J; k! J/ P( o2 X+ Z 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。0 R8 }& \6 W, w2 R. ?
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
. l1 P5 [) u) k切削用量的確定1 L4 g! _+ g7 u* 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),。
4 v* B! o& O o3 h 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,、切削用量手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。
# u& y" @6 V% y' r: r(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- t7 a7 O+ k0 d* \/ b$ h' o
式中：
$ E" J1 ?( N# I3 H vc————切削速度，由刀具的耐用度決定,；* S+ F. x% b I
D——工件或刀具直徑(mm),。
9 k- W. w6 {2 J. p+ y: @ 主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)計(jì)算值在機(jī)床說(shuō)明書中選取標(biāo)準(zhǔn)值，并填入程序單中,。! B! s! Y" L/ M* B2 T z/ |
(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),。
; H6 |$ I O( d6 P1 M 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。
# @5 j2 H% N- n# a' A 車,、銑,、鉆等加工方式下的切削用量可參考下表選取。" y% P4 ^) `: x9 _4 V
加工坐標(biāo)系
# O8 c: r1 c9 [; B% A 直徑編程方式 + b- c6 D& N7 m" y
進(jìn)刀和退刀方式
. Z K+ O; \- U# x; ^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,。
7 d3 o9 e# X: Z; f- C& wF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* j4 ], H" o5 s3 M+ z4 z
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 & u* l4 `* l; d$ D0 q
編程格式 G95 F~
0 d b/ e0 A+ m( ^ 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
* G, J) Q/ v/ I. l/ E/ B 例：G95 F0.2 表示進(jìn)給量為0.2 mm/r ' q, {! o2 ^& W. H7 G" D1 f
: o6 Y8 V" o" m& ?; x6 C& I 每分鐘進(jìn)給量2 U+ ^0 r9 ?" q5 ]9 U
編程格式G94 F~, P K( h" C+ m: |& |6 g9 A s
F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min
e) n0 x: z0 s% B% g# Y 例：G94 F100 表示進(jìn)給量S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速 : m1 K0 j4 Q3 w/ V {, C3 E
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：" {$ a2 z$ B3 w. j7 _: f. h
最高轉(zhuǎn)速限制/ R% {5 U' k% ]5 y
編程格式 G50 S～
" `: T. b i9 b# k; _# W& X- n& Q S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min2 W2 F* m0 c. ?- W. Y/ F
例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min: {0 L; M" _% T' J; M% M" `/ S) C
恒線速控制; [' ~4 _$ H2 @
編程格式 G96 S～
5 g% u# Q$ Y3 v2 L' X6 G* |6 @ S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min,。
1 i( |% A9 T: C2 i1 @0 j7 K 例：G96 S150 表示切削線速度控制在150 m/min,。
/ s! r7 f t6 k 恒線速取消1 r" o6 [, A) t, @ q
編程格式 G97 S～1 Z- A5 h& o$ [: D
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,。" t$ x( `$ |* y& x8 T6 @# l
例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min為100mm/min & v9 W$ X v) G3 L
T功能指令用于選擇加工所用刀具。% z- I6 ^8 X1 w
編程格式 T～" ?/ W: t9 x$ a! v/ |6 u
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
9 M/ o& Q d7 c3 C7 J+ n) x 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),。
" B2 v& Y0 X, ^3 w% r6 g8 t" g 常用的M功能有：
; f: B7 O9 Y# q+ D& s 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,；
3 w6 M, s/ w. U1 f" R* q M06：換刀 M08：冷卻液開； M09：冷卻液關(guān),； M30：程序停止,，程序復(fù)位到起始位置。
3 h1 t4 J( ]$ t/ I! e/ ^$ q補(bǔ)償值,。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償,。
2 g% u8 T$ ]9 k
, B4 w9 |+ v3 V1 I% F6 A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,。
, T3 r6 K5 t5 V! p& W 例：如圖所示設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下： G50 X128.7 Z375.1 4 s4 o2 m' K, m- s) C5 ?
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)軌跡沒有要求,。1 p0 g. T* L. Q: g% M' D, e
其指令格式：
. t7 _+ q4 L7 Z2 c7 c$ y G00 X(U)____ Z(W)____
6 l; B' `5 ?" C& ^, y/ N$ ~0 Z 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。$ j3 b( x: O8 q- p3 S3 r
如所示的定位指令如下：& R; V9 R5 b- [; y. e
G50 X200.0 Z263.0
3 |5 E* x) }8 |5 H2 }* P# P G00 X40.0 Z212.0; m2 U: n5 x) j
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)軌跡沒有要求。, ?- e/ @2 g. i" z' e0 I6 V
其指令格式：0 c+ i0 q6 D4 Z& L0 [# k* \
G00 X(U)____ Z(W)____
2 P% K2 e0 I, W) r4 K/ b 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,。, p* @- u$ S3 I! `+ x" P% Z
如所示的定位指令如下：& F7 [! j8 W& A# ?; E* `- o9 U; B$ Y% ?! _
G50 X200.0 Z263.0, d" C# z- s$ Z/ f
G00 X40.0 Z212.0& A; Q9 C1 o# s$ t; O! `' d
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,。
& ^1 A3 ?8 y0 g% z5 ` 指令格式：
. X' N- f/ @+ i. w; [" X9 Y* h G01 X(U)__Z(W)__F ；
4 y/ L, e, d/ U4 M+ j( L2 E 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：
7 t% }1 m) n/ q4 _* Y; y$ ~: e ?, Q2 }0 L G01 X40.0 Z20. F0.2;
* I; z/ e D" G5 {4 I 絕對(duì)值指令編程
7 [- H" ~ q2 Q; E; E0 D+ P& |4 k G01 U20.0 W-25.9 F0.2;# R# m! [6 P: ?' ]( r5 Y- U
相對(duì)值指令編程; T( n. `3 |) H( S9 E1 K8 \2 |7 G
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：
5 A1 J0 @/ t9 q# Z2 U" G 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：5 j; J: Z) b, V8 o: `, X
G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____；
2 m( e- r" e# u1 A G02 X(U)____Z(W)___R___ F____,；% E, f- E2 B; ~) v5 E" \4 L7 ]
逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：. s3 k. ?* ?! o# i+ T2 y, N
G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____,；；/ g& g* z4 L2 E
G03 X(U)____Z(W)___R___ F____,；
( K* y* q; j1 k7 ` [# { 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,。
/ m# O/ s$ c1 s2 s& A! {" V 規(guī)定圓心角α≤180°時(shí)，用“+R”表示,；α> 180°時(shí),，用“-R”。
0 E6 z( L; a1 e1 e 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
' [4 C8 V( C4 r7 [如圖所示的圓弧從起點(diǎn)到終點(diǎn)為順時(shí)針方向,，其走刀指令可編寫如下：
/ ^4 a/ J: E1 M G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；9 Z5 E+ b. G! Z
絕對(duì)坐標(biāo),，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r
0 R. S# V4 S' c7 Z* S' m. U6 P G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；
) M9 g2 v" h6 g T 相對(duì)坐標(biāo),，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r
! A/ B* W, Y' x9 { G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3；
$ Q( X& s5 X# M& F 絕對(duì)坐標(biāo),，直徑編程,，切削進(jìn)給率0.3mm/r
2 h2 n( v% a% L3 I8 C$ |6 Z2 W G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3；
" S4 K' j. w* R4 W5 ^ 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,。
$ s& ~, Y4 z) r1 O8 q1 B" s 其指令格式是：& k( {# Z! R' A* L! p* y, X7 X
G04 P____或G04 X(U)____. Q+ w5 C8 t: p3 r
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)。" ]+ T3 \5 `' `8 `% E7 K; ?2 n
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：
" _2 B" s, y- o: U8 j4 z% e G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500,；
1 K% F" p4 _2 _1 d$ YG20表示英制輸入
L2 x, ?' t: O G21表示米制輸入
8 O3 Y! k' B, c8 @8 {# t G20和G21是兩個(gè)可以互相取代的代碼4 P/ {7 z2 q0 P
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9 E6 j+ M& s. e+ t7 [
以米制單位設(shè)定,。
' N% S/ \' U5 Y0 x# a1 @5 V" b 如果一個(gè)程序開始用G20指令,，則表示程序中相關(guān)的
6 E2 U0 D2 ?6 y8 r @" q- c, Q一些數(shù)據(jù)均為英制(單位為英寸)。
: Y: f8 V( u1 o, Q2 k0 [ _ 如果程序用G21指令,，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)
( H p, W3 T2 m/ N均為米制(單位為mm),。1 V3 m1 c! ^: C, E3 I* ]
在一個(gè)程序內(nèi)，不能同時(shí)使用G20或G21指令,，且必& N: n6 s9 w0 u5 M+ F2 ?2 a
須在坐標(biāo)系確定前指定,。
" H7 b# ?7 {# R' C G20或G21指令斷電前后一致，即停電前使用G20或
( J6 r, Y# G" G% t' _G21指令,，在下次后仍有效,，除非重新設(shè)定。 ( r( _% e- t) g' L) a
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),。( }1 b& ]' L5 Q* }. G0 ?
2.6.1 刀具的幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償
7 B. x8 r& n2 K! `# }5 m 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,。3 e+ [" K+ c; v" l
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)。9 u- j5 M3 b/ Q0 l7 D, q4 _
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。
$ _% ~% I; U. U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)作一行書寫,，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。! B. ~. J8 S+ f/ w: q
刀尖半徑補(bǔ)償
% o& [! F/ x4 O/ J) ` 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,。
) {( T" d9 u- c' U6 T& t2 W4 z/ F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)。
' G; k6 d* ^( ] C/ b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,。 f7 d1 ]2 f2 P2 ~) o6 }
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,。+ [+ D/ j$ i3 ^, m" o( z8 d$ e: s
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,。
7 ?+ j8 s8 {4 i5 C- C) e, z5 Z 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,。
9 U) A$ F4 k1 s, I# `) B5 } 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,。) \( Y, B( a( l$ L5 J! _, d
刀位點(diǎn)與刀尖方位; g5 }" k7 `% K# T6 F: Z |
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,。# ]* p# m: V$ m/ @! d3 G" b
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,。) q; J' d* N0 T; G
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,。, H% V& J4 n8 s$ t
刀徑補(bǔ)償?shù)囊?初次加載)( p. u% e3 D Y& b. T7 i
由沒有設(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,。見圖2-43，編程時(shí)書寫格式為：
$ e/ i9 S# d5 |...6 A+ P- h3 @% @3 P
G40G00(G01) ... ,；先取消以前可能加載的刀徑補(bǔ)償(如果
6 x7 a% E+ i) w+ x 以前未用過(guò)G41或G42,，則可以不寫這一行)
& u2 A9 h h# C2 a- p( m) HG41(G42) G01(G00) ...Dxx； 在要引入刀補(bǔ)的含坐標(biāo)移
9 m5 p$ ?. E: I6 K$ S: p# p$ u$ }$ I 動(dòng)的程序行前加上G41或G42
, C' P5 H/ I7 m 刀徑補(bǔ)償?shù)娜∠?卸載)
% [3 \7 l; q; ~% {* N, h 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作一程序行書寫,。8 w% E1 V1 n4 A! \7 b% R
注意：
9 x/ N4 ~( a1 I, h! `# d3 D (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。5 f. q# n d& g9 I4 H4 [
(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,。
0 p- z( }1 H9 l) E2 L- u; a$ V/ [. e* _ (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,。
% y, V- K7 G& j2 z# X* l4 F* b (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,。
- S+ b1 L- E3 K5 |) ^5 p0 a" R" ~& O* Z4 ^5 c
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發(fā)表于 2007-3-1 08:27:44
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