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  • 數控機床立銑刀具加工的分析應用

    更新:2014-12-8 15:34:44       點擊:
    用立銑刀數控機床上加工工件,可以清楚看出刀具中心運動軌計與工件輪廓不重合,這是因為工件輪廓是立銑刀運動包絡形成的。 
    立銑刀的中心稱為刀具的刀位點(4、5坐標數控機床稱為刀位矢量),刀位點的運動軌計即代表刀具的運動軌跡。在數控加工中,是按工件輪廓尺寸編製程序,還是按刀位點的運動軌跡尺寸編製程序,這要根據具體情況來處理。    
      在全功能數控機床中,數控係統有刀具補償功能,可按工件輪廓尺寸進行編製程序,建立、執行刀補後,數控係統自動計算,刀位點自動調整到刀具運動軌跡上。直接利用工件尺寸編製加工程序,刀具磨損,更換加工程序不變,因此使用簡單、方便。    
      經濟型數控機床結構簡單,售價低,在生產企業中有一定的擁有量。在經濟型數控機床係統中,如果沒有刀具補償功能,隻能按刀位點的運動軌跡尺寸編製加工程序,這就要求先根據工件輪廓尺寸和刀具直徑計算出刀位點的軌跡尺寸。因此計算量大、複雜,且刀具磨損、更換需重新計算刀位點的軌跡尺寸,重新編製加工程序。   
    全功能數控機床係統中刀具補償: 
      1.數控車床刀具補償    
      數控車床刀具補償功能包括刀具位置補償和刀具圓弧半徑補償兩方麵。在加工程序中用T功能指定,T***X中前兩個XX為刀具號,後兩個XX為刀具補償號,如T0202.如果刀具補償號為00,則表示取消刀補。   
      (1)刀具位置補償刀具磨損或重新安裝刀具引起的刀具位置變化,建立、執行刀具位置補償後,其加工程序不需要重新編製。辦法是測出每把刀具的位置並輸入到指定的存儲器內,程序執行刀具補償指令後,刀具的實際位置就代替了原來位置。    
      如果沒有刀具補償,刀具從0點移動到1點,對應程序段是N60G00C45X93T0200,如果刀具補償是X=3,Z=4,並存入對應補償存儲器中,執行刀補後,刀具將從0點移動到2點,而不是1點,對應程序段是N60G00X45Z93T0202.    
      (2)刀具圓弧半徑補償編製數控車床加工程序時,車刀刀尖被看作是一個點(假想刀尖P點),但實際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表麵粗糙度,車刀刀尖被磨成半徑不大的圓弧(刀尖AB圓弧),這必將產生加工工件的形狀誤差。另一方麵,刀尖圓弧所處位置,車刀的形狀對工件加工也將產生影響,而這些可采用刀具圓弧半徑補償來解決。車刀的形狀和位置參數稱為刀尖方位,用參數0~9表示,P點為理論刀尖點。    
      (3)刀補參數每一個刀具補償號對應刀具位置補償(X和Z值)和刀具圓弧半徑補償(R和T值)共4個參數,在加工之前輸入到對應的存儲器,CRT上顯示。在自動執行過程中,數控係統按該存儲器中的X、Z、R、T的數值,自動修正刀具的位置誤差和自動進行刀尖圓弧半徑補償。    
      2.加工中心、數控銑床刀具補償    
      加工中心、數控銑床的數控係統,刀具補償功能包括刀具半徑補償、夾角補償和長度補償等刀具補償功能。   
      (1)刀具半徑補償(G41、G42、G40)刀具的半徑值預先存入存儲器HXX中,XX為存儲器號。執行刀具半徑補償後,數控係統自動計算,並使刀具按照計算結果自動補償。刀具半徑左補償(G41)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方,刀具半徑右補償(G42)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方。取消刀具半徑補償用G40,取消刀具半徑補償也可用H00.    
      使用中需注意:建立、取消刀補時,即使用G41、G42、G40指令的程序段必須使用G00或G01指令,不得使用G02或G03,當刀具半徑補償取負值時,G41和G42的功能互換。   
      刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算,不能解決程序段之間的過渡問題,要求將工件輪廓處理成圓角過渡,因此工件尖角處工藝性不好,C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接,可完全按照工件輪廓來編程,因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。這時要求建立刀具半徑補償程序段的後續兩個程序段必須有指定補償平麵的位移指令(G00、G01,G02、G03等),否則無法建立正確的刀具補償。    
      (2)夾角補償(G39)兩平麵相交為夾角,可能產生超程過切,導致加工誤差,可采用夾角補償(G39)來解決。使用夾角補償(G39)指令時需注意,本指令為非模態的,隻在指令的程序段內有效,隻能在G41和G42指令後才能使用。    
      (3)刀具長度偏置(G43、G44、G49)利用刀具長度偏置(G43、G44)指令可以不改變程序而隨時補償刀具長度的變化,補償量存入由H碼指令的存儲器中。G43表示存儲器中補償量與程序指令的終點坐標值相加,G44表示相減,取消刀具長度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80G43Z56H05與中,假如05存儲器中值為16,則表示終點坐標值為72mm.    
      存儲器中補償量的數值,可用MDI或DPL預先存入存儲器,也可用程序段指令G10P05R16.0表示在05號存儲器中的補償量為16mm.    
     經濟型數控機床中刀具軌跡的計算:    
      經濟型數控機床係統,如果沒有刀具補償指令,則隻能計算出刀位點的運動軌跡尺寸,然後按此編程,或者進行局部補償加工。
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