刀具半径补偿(课件)幻灯片.ppt
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1、第四节第四节 刀具补偿原理刀具补偿原理 一、为什么要进行刀具补偿 如图1所示,在铣床上用半径为r的刀具加工外形轮廓为A的工件时,刀具中心沿着与轮廓A距离为r的轨迹B移动。我们要根据轮廓A的坐标参数和刀具半径r值计算出刀具中心轨迹B的坐标参数,然后再编制程序进行加工,因控制系统控制的是刀具中心的运动。在轮廓加工中,由于刀具总有一定的半径,如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等。刀具中心(刀位点)的运动轨迹并不等于所加工零件的实际轨迹(直接按零件廓形编程所得轨迹),数控系统的刀具半径补偿就是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。1r刀具ArB图1刀具半径补偿2 当实际刀具长度与编程长度不一致时,利用刀具长度
2、补偿功能可以实现对刀具长度差额的补偿。加工中心:一个重要组成部分就是自动换刀装置,在一次加工中使用多把长度不同的刀具,需要有刀具长度补偿功能。轮廓铣削加工:为刀具中心沿所需轨迹运动,需要有刀具半径补偿功能。车削加工:可以使用多种刀具,数控系统具备了刀具长度和刀具半径补偿功能,使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关,可大大简化编程。具有刀具补偿功能,在编制加工程序时,可以按零件实际轮廓编程,加工前测量实际的刀具半径、长度等,作为刀具补偿参数输入数控系统,可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。3 刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求,可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法,调整每次进给量,以
3、达到利用同一程序实现粗、精加工循环。另外,因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时,若仍用原程序,势必造成加工误差,用刀具长度补偿可以解决这个问题。二、二、刀具补偿原理刀具补偿原理 刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。铣刀主要是刀具半径补偿;钻头只需长度补偿;车刀需要两坐标长度补偿和刀具半径补偿。41.刀具长度补偿以数控车床为例进行说明,数控装置控制的是刀架参考点的位置,实际切削时是利用刀尖来完成,刀具长度补偿是用来实现刀尖轨迹与刀架参考点之间的转换。如图3-35所示,P为刀尖,Q为刀架参考点,假设刀尖圆弧半径为零。利用刀具长度测量装置测出刀尖点相对于刀架参考点的坐标xpq,zpq,存入刀补
4、内存表中。零件轮廓轨迹是由刀尖切出的,编程时以刀尖点P来编程,设刀尖P点坐标为xp,zp,刀架参考点坐标Q(xq,zq)可由下式求出:(3-45)这样,零件轮廓轨迹通过式(3-45)补偿后,就能通过控制刀架参考点Q来实现。5图3-35刀具长度补偿6 加工中心上常用刀具长度补偿,首先将刀具装入刀柄,再用对刀仪测出每个刀具前端到刀柄基准面的距离,然后将此值按刀具号码输入到控制装置的刀补内存表中,进行补偿计算。刀具长度补偿是用来实现刀尖轨迹与刀柄基准点之间的转换。在数控立式镗铣床和数控钻床上,因刀具磨损、重磨等而使长度发生改变时,不必修改程序中的坐标值,可通过刀具长度补偿,伸长或缩短一个偏置量来补偿
5、其尺寸的变化,以保证加工精度。刀具长度补偿原理比较简单,由G43、G44及H(D)代码指定。72.刀具半径补偿ISO标准规定,当刀具中心轨迹在编程轨迹(零件轮廓ABCD)前进方向的左侧时,称为左刀补,用G41表示。反之,当刀具处于轮廓前进方向的右侧时称为右刀补,用G42表示,如图3-36所示。G40为取消刀具补偿指令。yyBCDC刀补进行ADAB刀补刀补建立刀补撤销进行刀补撤销刀补建立OxOxa)G41左刀补b)G42右刀补图3-36刀具补偿方向8 在切削过程中,刀具半径补偿的补偿过程分为三个步骤:(1)刀刀补补建建立立 刀具从起刀点接近工件,在原来的程序轨迹基础上伸长或缩短一个刀具半径值,即
6、刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹距离一个刀具半径值。在该段中,动作指令只能用G00或G01。(2)刀刀具具补补偿偿进进行行 刀具补偿进行期间,刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径的距离。在此状态下,G00、G01、G02、G03都可使用。(3)刀刀补补撤撤销销 刀具撤离工件,返回原点。即刀具中心轨迹从与编程轨迹相距一个刀具半径值过渡到与编程轨迹重合。此时也只能用G00、G01。9 三三 、刀具半径补偿算法、刀具半径补偿算法 刀具半径补偿计算:根据零件尺寸和刀具半径值计算出刀具中心轨迹。对于一般的CNC装置,所能实现的轮廓仅限于直线和圆弧。刀具半径补偿分B功能刀补与C功能刀补,B功能
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