數控編程時(shí)中,通常會(huì )將刀具刀尖假想為一個(gè)點(diǎn),加工時(shí)根據刀具實(shí)際尺寸,自動(dòng)改變機床坐標軸或刀具刀位點(diǎn)位置,使實(shí)際加工輪廓和編程軌跡完全一致,從而實(shí)現“刀具補償”。
1. 刀具的交換
指令格式一:T0101;該指令為FANUC系統轉刀指令,前面的T01表示換1號刀,后面的01表示使用1號刀具補償。刀具號與刀補號可以相同,也可以不同。 指令格式二:T04D01;該指令為SIEMENS系統轉刀指令,T04表示換4號刀,D01表示使用4號刀的1號刀沿作為刀具補償存儲器。
2. 換刀點(diǎn)
所謂換刀點(diǎn)是指刀架自動(dòng)轉位時(shí)的位置。大部分數控車(chē)床,其換刀點(diǎn)的位置是任意的,換刀點(diǎn)應選在刀具交換過(guò)程中與工件或夾具不發(fā)生干涉的位置。還有一些機床的換刀點(diǎn)位置是一個(gè)固定點(diǎn),通常情況下,這些點(diǎn)選在靠近機床參考點(diǎn)的位置,或者取機床的第二參考點(diǎn)來(lái)作為換刀點(diǎn)。
所謂刀位點(diǎn)是指編制程序和加工時(shí),用于表示刀具特征的點(diǎn),也是對刀和加工的基準點(diǎn)。數控車(chē)刀的刀位點(diǎn)如圖所示。尖形車(chē)刀的刀位點(diǎn)通常是指刀具的刀尖;圓弧形車(chē)刀的刀位點(diǎn)是指圓弧刃的圓心;成形刀具的刀位點(diǎn)也通常是指刀尖。
1. 刀具偏移的含義
刀具偏移是用來(lái)補償假定刀具長(cháng)度與基準刀具長(cháng)度之長(cháng)度差的功能。車(chē)床數控系統規定X軸與Z軸可同時(shí)實(shí)現刀具偏移。 刀具幾何偏移:由于刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產(chǎn)生的刀具偏移。 刀具磨損偏移:由刀具刀尖的磨損產(chǎn)生的刀具偏移。 刀具偏移補償功能示例:
FANUC系統的刀具幾何偏移參數設置如圖所示,如要進(jìn)行刀具磨損偏移設置則只需按下軟鍵[磨耗]即可進(jìn)入相應的設置畫(huà)面。圖中的代碼“T”指刀沿類(lèi)型,不是指刀具號,也不是指刀補號。
2. 利用刀具幾何偏移進(jìn)行對刀操作
(1)對刀操作的定義
調整每把刀的刀位點(diǎn),使其盡量重合于某一理想基準點(diǎn),這一過(guò)程稱(chēng)為對刀。
(2)對刀操作的過(guò)程
①手動(dòng)操作加工端面,記錄下刀位點(diǎn)的Z向機械坐標值。
②手動(dòng)操作加工外圓,記錄下刀位點(diǎn)的X向機械坐標值,停機測量工件直徑,計算出主軸中心的機械坐標值。
③將X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存儲器中。
(3)利用刀具幾何偏移進(jìn)行對刀操作的實(shí)質(zhì)
利用刀具幾何偏移進(jìn)行對刀的實(shí)質(zhì)就是利用刀具幾何偏移使工件坐標系原點(diǎn)與機床原點(diǎn)重合。
3. 刀具偏移的應用
利用刀具偏移功能,可以修整因對刀不正確或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。例如:加工外圓表面時(shí),如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm,此時(shí)只需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2,并用原刀具及原程序重新加工該零件,即可修整該加工誤差。同樣,如出現Z方向的誤差,則其修整辦法相同。
1. 刀尖圓弧半徑補償的定義
在實(shí)際加工中,由于刀具產(chǎn)生磨損及精加工的需要,常將車(chē)刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧,這時(shí)的刀位點(diǎn)為刀尖圓弧的圓心。 為確保工件輪廓形狀,加工時(shí)不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動(dòng)軌跡與被加工工件輪廓重合,而應與工件輪廓偏移一個(gè)半徑值,這種偏移稱(chēng)為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車(chē)刀的刀刃半徑偏移也與其相同。 2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑 在理想狀態(tài)下,我們總是將尖形車(chē)刀的刀位點(diǎn)假想成一個(gè)點(diǎn),該點(diǎn)即為假想刀尖(圖中的A點(diǎn))。
在對刀時(shí)也是以假想刀尖進(jìn)行對刀。但實(shí)際加工中的車(chē)刀,由于工藝或其他要求,刀尖往往不是一個(gè)理想的點(diǎn),而是一段圓?。ㄈ鐖D中的BC圓?。?。
所謂刀尖圓弧半徑是指車(chē)刀刀尖圓弧所構成的假想圓半徑(圖中的r)。實(shí)踐中,所有車(chē)刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧,假想刀尖在實(shí)際加工中是不存在的。
3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時(shí)的加工誤差分析
(1)加工臺階面或端面時(shí),對加工表面的尺寸和形狀影響不大,但在端面的中心位置和臺階的清角位置會(huì )產(chǎn)生殘留誤差,如圖所示。
(2)加工圓錐面時(shí),對圓錐的錐度不會(huì )產(chǎn)生影響,但對錐面的大小端尺寸會(huì )產(chǎn)生較大的影響,通常情況下,會(huì )使外錐面的尺寸變大,而使內錐面的尺寸變小,如圖所示。
(3)加工圓弧時(shí),會(huì )對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外凸圓弧時(shí),會(huì )使加工后的圓弧半徑變小,其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r,如圖所示。