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      數(shù)控車床的基本應(yīng)用

      時(shí)間:2019-05-13 09:14:59下載本文作者:會(huì)員上傳
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      第一篇:數(shù)控車床的基本應(yīng)用

      新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院

      畢業(yè)論文

      題目

      專業(yè)數(shù)控技術(shù)

      年級(jí)大三

      學(xué)生姓名孫海程

      指導(dǎo)教師楊徐飛

      二零一四 年四月十六日

      數(shù)控車床的基本應(yīng)用

      【摘要】在未來10年中,隨著中國重化工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn),中國企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升,國產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國際競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng),逐步替代進(jìn)口,并加速出口。

      【關(guān)鍵詞】數(shù)控,工業(yè)化發(fā)展,刀具,機(jī)床

      第1章 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

      在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量,單件與小批量生產(chǎn)的零件(批量在10~100件)約占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國防工業(yè)更是如此。

      為了滿足多品種,小批量的自動(dòng)化生產(chǎn),迫切需要一種靈活的,通用的,能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化的加工手段。

      根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8129-1997,對(duì)機(jī)床數(shù)字控制的定義:用數(shù)字控制的裝置(簡稱數(shù)控裝置),在運(yùn)行過程中,不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),從而對(duì)某一生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,叫數(shù)字控制,簡稱數(shù)控。用計(jì)算機(jī)控制加工功能,稱計(jì)算機(jī)數(shù)控(computerized numerical,縮寫CNC)。

      數(shù)控機(jī)床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床,或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。從應(yīng)用來說,數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等)和步驟,以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來表示,通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算,發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件,是機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的零件。

      第2章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

      2.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展

      從1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世后,數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展,其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段,稱作為硬件連接數(shù)控,簡稱NC系統(tǒng);后三代為第二階段,乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控,簡稱CNC系統(tǒng)。

      2.2 機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

      數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢(shì)是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。

      (1)工序集中

      20世紀(jì)50年代末期,在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心,即自備刀具庫的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。在加工中心機(jī)床上,工件一次裝夾后,機(jī)床的機(jī)械手可以自動(dòng)更換刀具,連續(xù)的對(duì)工件進(jìn)行多種工序加工。

      (2)高速、高效、高精度

      高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo),數(shù)控機(jī)床因其價(jià)格昂貴,在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。

      (3)方便使用

      數(shù)控機(jī)床制造廠把建立友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高競(jìng)爭(zhēng)能力的主要方面。

      第3章 數(shù)控機(jī)床的分類

      3.1 按加工工藝方法分類

      (1)金屬切削類數(shù)控機(jī)床

      與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別,具體的控制方式也各不相同,但機(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的,具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。

      (2)特種加工類數(shù)控機(jī)床

      除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外,數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。

      (3)板材加工類數(shù)控機(jī)床

      常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。近年來,其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù),如數(shù)控多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。

      3.2 按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類

      (1)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

      位置的精確定位,在移動(dòng)和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值,不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡,因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無任何聯(lián)系??梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。

      這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。

      3.3 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類

      (1)開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

      這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測(cè)元件,伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令,經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的,即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后,實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來,所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

      (2)閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

      接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè),將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中,與輸入的指令位移值進(jìn)行比較,用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制,使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng),最終實(shí)現(xiàn)

      移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講,閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度,也與傳動(dòng)鏈的誤差無關(guān),因此其控制精度高。這類控制的數(shù)控機(jī)床,因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié),故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

      第4章 數(shù)控車的工藝與工裝削

      數(shù)控車床加工工藝與普通車床的加工工藝類似,但由于數(shù)控車床是一次裝夾,連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車削工序,因而應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

      4.1 合理選擇切削用量

      對(duì)于高效率的金屬切削加工來說,被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。

      切削條件的三要素:切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高,刀尖溫度會(huì)上升,會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%,刀具壽命會(huì)減少1/2。

      在實(shí)際作業(yè)中,刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說,可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。

      4.2 合理選擇刀具

      1)粗車時(shí),要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具,以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。

      2)精車時(shí),要選精度高、耐用度好的刀具,以保證加工精度的要求。

      3)為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀,應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。

      4.3 合理選擇夾具

      1)盡量選用通用夾具裝夾工件,避免采用專用夾具。

      2)零件定位基準(zhǔn)重合,以減少定位誤差。

      4.4 確定加工路線

      加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中,刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。

      1)應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求。

      2)應(yīng)盡量縮短加工路線,減少刀具空行程時(shí)間。

      4.5 加工路線與加工余量的聯(lián)系

      目前,在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯上過多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí),則需注意程序的靈活安排。

      4.6 夾具安裝要點(diǎn)

      目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的,液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下:首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽,卸下拉管,并從主軸后端抽出,再用搬手卸下卡盤固定螺釘,即可卸下卡盤。

      結(jié)語

      制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略,確立與國際接軌的發(fā)展道路,對(duì)21世紀(jì)我國數(shù)控

      技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析,對(duì)我國數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,對(duì)21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進(jìn)行了探討,提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo),以商品化為主干,以管理和營銷為重點(diǎn),以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上,研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機(jī)床整機(jī)等的具體技術(shù)途徑。

      我們衷心希望,我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作,把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來的難得機(jī)遇,迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),為在21世紀(jì)使我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列,使我國經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗!

      參考文獻(xiàn)

      [1] 李鐵堯,金屬切削機(jī)床 :機(jī)械工業(yè)出版社,1989

      [2] 羅永順,普通機(jī)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的研究,機(jī)床與液壓,2005[3] 馬水明,數(shù)控機(jī)床的未來發(fā)展趨勢(shì),科技創(chuàng)新,2008

      [4] 李善術(shù),數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用 :機(jī)械工業(yè)出版社,200

      1致謝

      時(shí)光匆匆如流水,轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié),春夢(mèng)秋云,聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里,我在電腦上敲出了最后一個(gè)字,心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣,卻是難以言喻的失落。是的,隨著論文的終結(jié),意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束,盡管百般不舍,這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。

      三年寒窗,所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí),更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友,無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧,讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度,謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語致以最崇高的敬意。

      還要感謝我的父母,給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì),養(yǎng)育之恩沒齒難忘,為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里,我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作,不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望!我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們!

      還有許多人,也許他們只是我生命中匆匆的過客,但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列,但對(duì)他們,我始終心懷感激。最后,我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝!

      第二篇:數(shù)控車床基本操作1

      作業(yè)1:數(shù)控車床基本操作:

      1、機(jī)床回參考點(diǎn);

      2、在手動(dòng)模式下:機(jī)床移動(dòng)到X100.25,Z52.343、裝外圓車刀到1號(hào)位,裝螺紋刀到3號(hào)位。

      4、毛坯設(shè)置:長120mm,直徑80mm,5、在MDA方式下,換1號(hào)刀。主軸正轉(zhuǎn)500轉(zhuǎn)/分鐘。

      第三篇:Fanuc數(shù)控車床 基本操作步驟

      Fanuc數(shù)控車床操作步驟:

      1、開機(jī)

      1)打開機(jī)床電源

      2)打開數(shù)控系統(tǒng)電源 ; 3)打開急停開關(guān)

      2、回零(建立機(jī)床坐標(biāo)系)

      1)先在手輪方式下,分別選擇X軸、Z軸“-”向移動(dòng)至X-200.Z-200.(可以按下POS鍵來觀察)2)選擇回參考點(diǎn)方式,按下“+X”、“+Z”,直到顯示X0.000,Z0.000,(指示燈亮?xí)r),表示已經(jīng)完成回零操作。

      3、安裝工件與安裝刀具

      1)工件要留有一定的夾持長度,其伸出長度要考慮零件的加工長度及必要的安全距離(機(jī)床已經(jīng)調(diào)整為6毫米左右)。如所要夾持部分已經(jīng)經(jīng)過加工,必須在外圓上包一層銅皮,以防止外圓面損傷。

      2)①安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔,無損傷。

      ②將刀桿安裝在刀架上時(shí),應(yīng)保證刀桿方向正確。③安裝刀具時(shí)需注意使刀尖等高于主軸的回轉(zhuǎn)中心。④車刀不能伸出過長,一般為20-25毫米左右。

      4、對(duì)刀(建立工件坐標(biāo)系)

      特別提示:根據(jù)車刀安裝,選擇正反轉(zhuǎn)

      通常將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)建立在工件右端面的中心,手輪方式進(jìn)行對(duì)刀(車刀離工件較遠(yuǎn)時(shí),選X100檔,靠近后選擇X10檔)

      ①先讓主軸旋轉(zhuǎn),分別選擇X軸、Z軸“-”向移動(dòng)至靠近棒料右端面處; ②對(duì)Z原點(diǎn):分別選擇X軸、Z軸并移動(dòng)使刀尖輕碰右端面,并用很小的切削量切平端面后,沿+X方向退出,主軸停止。在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式下,按OFFSET按鈕---形狀---光標(biāo)移到與程序?qū)?yīng)的刀補(bǔ)號(hào)里,輸入 “Z0”,點(diǎn)擊“測(cè)量”;

      ③對(duì)X原點(diǎn):刀尖輕碰外圓,并用很小的切削量切一段外圓(千分尺能測(cè)量即可),然后沿+Z方向退出,主軸停止。在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式下,按OFFSET按鈕---形狀---光標(biāo)移到與程序?qū)?yīng)的刀補(bǔ)號(hào)里,輸入用千分尺測(cè)量的試切外圓的直徑(如X56.23),點(diǎn)擊“測(cè)量”;

      ④X方向預(yù)留加工余量:在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式下,按OFFSET按鈕---磨損---光標(biāo)移到與程序?qū)?yīng)的刀補(bǔ)號(hào)里,輸入余量(如:X2.0),點(diǎn)擊 “輸入”;則加工完后,各檔外圓尺寸均比圖紙尺寸大2mm。

      5、程序輸入

      選擇程序編制方式,按下“PRGRM”按鈕,先輸入文件名(必須以英文字母O開頭,后面四位數(shù)字),如:O1111按INSRT鍵,再按EOB(;),即O1111;然后輸入程序內(nèi)容,每一段程序的結(jié)束符為EOB(;),再按INSRT鍵,一段程序輸入完成??直到全部輸入。

      6、圖形模擬

      選擇自動(dòng)循環(huán)方式,按下“GRAPH”按鈕,并點(diǎn)亮“機(jī)床鎖住”和“空運(yùn)行”按鈕,選中程序后,循環(huán)啟動(dòng),觀察運(yùn)動(dòng)軌跡和圖紙是否相同。

      7、粗加工

      選擇自動(dòng)循環(huán)方式,選中程序,(特別提示:點(diǎn)亮單段方式先來檢驗(yàn)對(duì)刀是否正確,一般運(yùn)行三段程序“如:假設(shè)毛坯直徑為50mm,運(yùn)行T0101;M3 S800;G0 X52.Z5.;)車刀應(yīng)停在毛坯的右上方,如果不是應(yīng)重新對(duì)刀,正確的話,則按滅單段方式,再按循環(huán)啟動(dòng),開始粗加工。

      粗加工結(jié)束用游標(biāo)卡尺測(cè)量外圓尺寸,此時(shí)各檔外圓尺寸應(yīng)比圖紙尺寸大了約2毫米。

      8、精加工

      (1)修改程序,在“G71??..”程序段前加上跳段符號(hào)“/”,同時(shí)按亮面板上的“程序跳段”按鈕;

      (2)假設(shè)余量分兩刀來完成,第一刀先車削1.1毫米,則輸入X-1.1, 然后點(diǎn)“+輸入”,按循環(huán)啟動(dòng)。

      (3)千分尺測(cè)量,得出實(shí)際的余量還剩多少(例還大了0.92),則輸入X-0.92, 然后點(diǎn)“+輸入”,按循環(huán)啟動(dòng)。

      精加工結(jié)束,外圓尺寸到位。

      如果在一次裝夾中,需同時(shí)保證兩檔外圓的尺寸精度,則可采取以下兩種方法: ①第一刀精加工后,比較兩檔外圓的實(shí)際余量,以余量小的為基準(zhǔn)修改X磨損的數(shù)據(jù),另一檔則把修改完后還多余的數(shù)據(jù)在程序中減去;

      ②精加工分三刀完成,先把上偏差大的尺寸放大0.5mm,然后在兩刀的精加工中只考慮一檔尺寸先到位,第三刀時(shí),把另一檔外圓的余量直接在程序中減去(此方法較難保證粗糙度要求)。

      9、加工結(jié)束,注意機(jī)床保養(yǎng)。

      10、關(guān)機(jī)

      1)關(guān)閉急停開關(guān); 2)關(guān)閉數(shù)控系統(tǒng)電源; 3)關(guān)閉機(jī)床電源;

      第四篇:數(shù)控車床加工中刀具補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

      刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削中的應(yīng)用 摘要:

      全面介紹了數(shù)控車床加工過程中的刀具補(bǔ)償,并且對(duì)數(shù)控車床不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)的刀具補(bǔ)償計(jì)算方法進(jìn)行了闡述。數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控系統(tǒng)中的重要功能, 正確地使用該功能, 在數(shù)控車削加工實(shí)踐中能起到保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的作用。通過刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶糠治龊蛻?yīng)用, 介紹刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削編程加工中的正確使用方法。關(guān)鍵詞:數(shù)控車床;加工;刀具補(bǔ)償 Abstract:

      A comprehensive introduction of CNC lathe machining process, and the blade compensating for CNC lathe tool radius compensation function does not have the blade compensating calculation method is discussed in this paper.The numerical control turning tool radius compensation is the important function of CNC system, correctly use the function, in the numerical control turning processing practice can play to ensure the product quality and improve production efficiency.Through the compensation for the tool radius vector analysis and application is introduced, and the tool radius compensation in the numerical control turning processing the correct use of programming method.Keywords: CNC lathe, Processing;Blade compensating

      前言

      數(shù)控車床通常連續(xù)實(shí)行各種切削加工,刀架在換刀時(shí)前一刀具刀尖位置和新?lián)Q的刀具位置之間會(huì)產(chǎn)生差異,刀具安裝也存在誤差、刀具磨損和刀尖圓弧半徑等誤差,若不利用刀具補(bǔ)償功能予以補(bǔ)償,就切削不出符合圖樣要求形狀的零件。此外,合理利用刀具補(bǔ)償還可以簡化編程。數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償可分為兩類,即刀具位置補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。在車削過程中,刀尖圓弧半徑中心與編程軌跡會(huì)偏移一個(gè)刀尖圓弧半徑值r,用指令補(bǔ)償因刀尖半徑引起的偏差的這種偏置功能,稱為刀具半徑補(bǔ)償。

      具有補(bǔ)償功能的數(shù)控車,編程時(shí),不用計(jì)算刀尖半徑中心軌跡,只要按工件輪廓編程即可(按照加工圖上的尺寸編寫程序);在執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí),刀具會(huì)自動(dòng)偏移一個(gè)刀具半徑值;當(dāng)?shù)毒吣p,刀尖半徑變??;刀具更換,刀尖半徑變大時(shí),只需更改輸入刀具半徑的補(bǔ)償值,不需修改程序。補(bǔ)償值可通過手動(dòng)輸入方式,從控制面板輸入,數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出刀具半徑中心運(yùn)動(dòng)軌跡。

      第一章 刀具半徑補(bǔ)償?shù)暮喗?/p>

      一.刀具半徑補(bǔ)償

      1.刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

      正像使用了刀具長度補(bǔ)償在編程時(shí)基本上不用考慮刀具的長度一樣,因?yàn)橛辛说毒甙霃窖a(bǔ)償,我們?cè)诰幊虝r(shí)可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補(bǔ)償對(duì)所有的刀具都適用,而刀具半徑補(bǔ)償則一般只用于銑刀類刀具。當(dāng)銑刀加工工件的外或內(nèi)輪廓時(shí),就用得上刀具半徑補(bǔ)償,當(dāng)用端面銑刀加工工件的端面時(shí)則只需刀具長度補(bǔ)償。因?yàn)榈毒甙霃窖a(bǔ)償是一個(gè)比較難以理解和使用的一個(gè)指令,所以在編程中很多人不愿使用它。但是我們一旦理解和掌握了它,使用起來對(duì)我們的編程和加工將帶來很大的方便。當(dāng)編程者準(zhǔn)備編一個(gè)用銑刀加工一個(gè)工件的外形的程序時(shí),首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算坐標(biāo)值來明確刀具中心所走的路線。此時(shí)所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值,當(dāng)辛辛苦苦編完程序后發(fā)現(xiàn)這把銑刀不太適合要換用其他直徑的刀具,編程員就要不辭辛勞地重新計(jì)算刀具中心所走的路線的坐標(biāo)值。這對(duì)于一個(gè)簡單的工件問題不太大,對(duì)于外形復(fù)雜的模具來說重新計(jì)算簡直是太困難了。一個(gè)工件的外形加工分粗加工和精加工,這樣粗加工程序編好后也就是完成了粗加工。因?yàn)榻?jīng)過粗加工,工件外形尺寸發(fā)生了變化,接下來又要計(jì)算精加工的刀具中心坐標(biāo)值,工作量就更大了。此時(shí),如果用了刀具半徑補(bǔ)償,這些麻煩都迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑,而根據(jù)工件尺寸進(jìn)行編程,然后把刀具半徑作為半徑補(bǔ)償放在半徑補(bǔ)償寄存器里。臨時(shí)更換銑刀也好、進(jìn)行粗精加工也好,我們只需更改刀具半徑補(bǔ)償值,就可以控制工件外形尺寸的大小了,對(duì)程序基本不用作一點(diǎn)修改。2.刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖褂?/p>

      刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖褂檬峭ㄟ^指令G41、G42來執(zhí)行的。補(bǔ)償有兩個(gè)方向,即沿刀具切削進(jìn)給方向垂直方向的左面和右面進(jìn)行補(bǔ)償,符合左右手定則;G41是左補(bǔ)償,符合左手定則;G42是右補(bǔ)償,符合右手定則,如圖3所示。圖3刀具半徑補(bǔ)償使用的左右手定則在使用G41、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí),應(yīng)特別注意使補(bǔ)償有效的刀具移動(dòng)方向與坐標(biāo)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢煤苤匾绻褂貌划?dāng)?shù)毒咚庸さ穆窂饺菀壮鲥e(cuò),如圖4所示。圖4刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢萌绻笹42補(bǔ)償有效的過程為刀具從位置1到2,則銑刀將切出一個(gè)斜面如圖4中所示的A-B斜面。正確的走刀應(yīng)該是在刀具沒有切削工件之前讓半徑補(bǔ)償有效,然后進(jìn)行正常的切削。如圖4所示,先讓銑刀在從位置1移動(dòng)到位置3的過程中使補(bǔ)償有效,然后從位置3切削到位置2繼續(xù)以下的切削,則不會(huì)出現(xiàn)A-B斜面。因此,在使用G41、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)采取以下步驟:☆設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值;☆讓刀具移動(dòng)來使補(bǔ)償有效(此時(shí)不能切削工件);☆正確地取消半徑補(bǔ)償(此時(shí)也不能切削工件)。記住,在切削完成而刀具補(bǔ)償結(jié)束時(shí),一定要用G40使補(bǔ)償無效。G40的使用同樣遇到和使補(bǔ)償有效相同的問題,一定要等刀具完全切削完畢并安全地推出工件以后才能執(zhí)行G40命令來取消補(bǔ)償。

      二.刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

      把實(shí)際的刀具半徑存放在一個(gè)可編程刀具半徑偏置寄存器中D ##;(可編程刀具半徑偏置寄存器號(hào)。)假設(shè)刀具的半徑為零,直接根據(jù)零件的輪廓形狀進(jìn)行編程;CNC系統(tǒng)將該編號(hào)(寄存器號(hào))對(duì)應(yīng)的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出,對(duì)刀具中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算,生成實(shí)際的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡。2.刀具半徑補(bǔ)償指令

      a)刀具半徑左補(bǔ)償 b)刀具半徑右補(bǔ)償

      刀具半徑補(bǔ)償分為:

      (1)刀具半徑左補(bǔ)償:用G41定義,刀具位于工件左側(cè);(2)刀具半徑右補(bǔ)償:用G42定義,刀具位于工件右側(cè);(3)取消刀具半徑補(bǔ)償:G40。

      (4)刀具半徑偏置寄存器號(hào):用非零的D## 代碼選擇;

      對(duì)于車削數(shù)控加工,由于車刀的刀尖通常是一段半徑很小的圓弧,車床而假設(shè)的刀尖點(diǎn)(一般是通過對(duì)刀儀測(cè)量出來的)并不是刀刃圓弧上的一點(diǎn)。因此,加工中心在車削錐面、倒角或圓弧時(shí),可能會(huì)造成切削加工不足(不到位)或切削過量(過切)的現(xiàn)象。切削錐面時(shí)因切削加工不足而產(chǎn)生的加工誤差。

      因此,當(dāng)使用車刀來切削加工錐面時(shí),必須將假設(shè)的刀尖點(diǎn)的路徑作適當(dāng)?shù)男拚怪邢骷庸こ鰜淼墓ぜ塬@得正確的尺寸,這種修正方法稱為刀尖半徑補(bǔ)償(ToolNoseRadiusCompensation,簡稱TNRC)。

      (1)車刀形狀和位置 車刀形狀和位置是多種多樣的,車床形狀還決定刀尖圓弧在什么位置。此車刀形狀和位置亦必須輸入計(jì)算機(jī)中。

      車刀形狀和位置共有九種。車刀的形狀和位置分別用參數(shù)T1—W輸入到刀具數(shù)據(jù)庫中。典型的車刀形狀、位置與參數(shù)的關(guān)系。(2)刀尖半徑和位置的輸入 刀具數(shù)據(jù)庫(TOOL DATA)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。加工中心X、Z為刀具位置補(bǔ)償值(mm)(車床r值不用);R為刀尖半徑(mm):T為刀尖位置代碼。如果在程序中輸入下面指令GOO G42 X100.0 Z3.0 TOl01;那么數(shù)控裝置按照01刀具補(bǔ)償欄內(nèi)X、Z、及、了的數(shù)值自動(dòng)修正刀具的安裝誤差(執(zhí)行刀位補(bǔ)償),車床還自動(dòng)計(jì)算刀尖圓弧半徑補(bǔ)償量,把刀尖移動(dòng)到正確的位置上。(3)刀具半徑的左右補(bǔ)償

      1)C,41刀具左補(bǔ)償。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看,刀具在工件的左邊,稱為刀具左補(bǔ)償,用C,41代碼編程。

      2)C,42刀具右補(bǔ)償。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看,刀具在工件的右邊,稱為刀具右補(bǔ)償,用C.42代碼編程。

      3)C.40取消刀具左、右補(bǔ)償。車床如需要取消刀具左、右補(bǔ)償,可編人C-40代碼。這時(shí),車刀軌跡按理論刀尖軌跡運(yùn)動(dòng)。(4)刀具補(bǔ)償?shù)木幊谭椒捌渥饔?加工中心如果根據(jù)機(jī)床初始狀態(tài)編程(即無刀尖半徑補(bǔ)償),車刀按理論刀尖軌跡移動(dòng),產(chǎn)生表面形狀誤差6。

      如程序段中編人G42指令,車刀按車刀圓弧中心軌跡移動(dòng),無表面形狀誤差??煽闯霎?dāng)編人G42指令,到達(dá)戶:點(diǎn)時(shí),車刀多走一個(gè)刀尖半徑距離。

      (5)刀具半徑補(bǔ)償?shù)木幊桃?guī)則 加工中心車床刀具補(bǔ)償必須遵循以下規(guī)則:

      1)G40、G41、G42只能用GOO、G01結(jié)合編程。車床不允許與G02、G03等其他指令結(jié)合編程,否則報(bào)警。

      2)在編人G40、G41、G42的GOO與G01前后的兩個(gè)程序段中,X、Z值至少有一個(gè)值變化。否則產(chǎn)生報(bào)警。

      3)在調(diào)用新的刀具前,必須取消刀具補(bǔ)償,否則產(chǎn)生報(bào)警。

      二、刀具刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 G40、G41、G42指令

      數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的某一點(diǎn)即刀位點(diǎn)進(jìn)行編制的,車刀的刀位點(diǎn)為理想尖銳狀態(tài)卜的假想刀尖A點(diǎn)或刀尖圓弧圓心O點(diǎn)(見圖1 43)但實(shí)際加工中的車刀,由于工藝或其他要求,刀尖往往不是一理想尖銳點(diǎn),而是一段圓弧。當(dāng)切削加土?xí)r刀具切削點(diǎn)在刀尖圓弧上變動(dòng)(見圖1-44),造成實(shí)師切削點(diǎn)與刀位點(diǎn)之問的位置有偏差,故造成過切或少切(見圖 1一44)。這種由于刀尖不是一理想尖銳點(diǎn)而是一段圓弧,造成的加工誤差,可用刀尖半徑補(bǔ)償功能來消除。系統(tǒng)執(zhí)行到含有T代碼的程序段時(shí),是否對(duì)刀共進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償,以及以何種力式補(bǔ)償,由G代碼中的G40、G41、G42決定。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; G41:刀尖半徑左補(bǔ)償,洽進(jìn)給方向,刀尖位置在編程軌跡左邊時(shí) G42:刀尖半徑右補(bǔ)償,錯(cuò)進(jìn)給方向.刀尖位置在編程軌跡右邊時(shí)。刀尖半徑補(bǔ)償G41/G42是在加工平面內(nèi),沿進(jìn)給方向看,根據(jù)刀尖位置在編程軌跡左邊/右側(cè)判斷來區(qū)分的。加工平而的判斷,與觀察方向即第而軸方向有關(guān)。圖1一45(b)為CJK6032數(shù)控機(jī)床的刀尖半徑補(bǔ)償方向。

      由于數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的刀位點(diǎn)即A點(diǎn)或O點(diǎn)(見圖1一43)進(jìn)行編制的,因此對(duì)刀時(shí)使該點(diǎn)與程序中的起點(diǎn)重合。在沒有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí),按哪點(diǎn)編程,則該點(diǎn)按編程軌跡運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生過切或少切的大小和方向因刀尖圓弧方向及刀尖位置方向而異。當(dāng)有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)須定義上述參數(shù),其中刀尖位置方向號(hào)從0至9有10個(gè)方向號(hào)。當(dāng)按假想刀尖A點(diǎn)編程時(shí),刀尖位置方向因安裝方向不同、從刀尖圓弧中心到假想刀尖的方向,有8種刀尖位置方向號(hào)可供選擇,并依次設(shè)為1一8號(hào):當(dāng)按刀尖圓弧中心O點(diǎn)編程時(shí),刀尖位置方向則設(shè)定為O或9 號(hào)。該方向的判斷也與第三軸有關(guān),圖1一46(b)所示的方向?yàn)镃JK6032數(shù)控車床的刀尖安裝方向。刀尖半徑補(bǔ)償?shù)募尤胧菆?zhí)行G41或G42指令時(shí)完成的,當(dāng)前面沒有G41或G42 指今時(shí),可以不用G40指令,而且直接寫入G41或G42指令即可;發(fā)現(xiàn)前面為G41或 G42指令時(shí),則先應(yīng)指定G40指令取消前面的刀尖半徑補(bǔ)償后,在寫入G41或G42指令,刀尖半徑補(bǔ)償?shù)娜∠窃贕41或G42指令后面,加G41指令完成。

      注:1)當(dāng)前面有G41、G42指令時(shí),如要轉(zhuǎn)換為G42、G41或結(jié)束半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)先指定G40。指令取消前面的刀尖半徑補(bǔ)償。2)程序結(jié)束時(shí),必須清除刀補(bǔ)。

      3)G41、G42、G40指令應(yīng)在GOO或G01程廳段中加入。4)在補(bǔ)償狀態(tài)下,沒有移動(dòng)的程序段(M 指令、延時(shí)指令等),不能在連續(xù)2 個(gè)以上的程序段中指定,否則會(huì)過切或欠切。

      5)在補(bǔ)償啟動(dòng)段或補(bǔ)償狀態(tài)下不得指定移動(dòng)距離為0的G00、G01等指令。

      6)在G40刀尖圓弧半徑補(bǔ)償取消段,必須同時(shí)有X、Z兩個(gè)軸方向的位移。

      刀具補(bǔ)償量的設(shè)定,是由操作者在CRT/MDI面板上用“刀補(bǔ)值”功能鍵,置人刀具補(bǔ)償寄存器,共中對(duì)應(yīng)梅個(gè)刀其補(bǔ)償號(hào),都有一組刀補(bǔ)值:刀尖圓弧半徑R 和刀尖位置號(hào)T %1047N1 G92 X60 Z40 N2 T0101N3 G90 G01 G42 X30 Z37 F300 M03 N4 Z25N5 G02 X46 Z17 18 N6 G01 X50 N7 Z0 N8 X54 N9 G00 G40 X60 Z40 T0100 N10 M05 N11 M30 第二章 刀具位置補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償 刀具位置補(bǔ)償

      加工過程中,若使用多把刀具,通常取刀架中心位置作為編程原點(diǎn),即以刀架中心!為程序的起始點(diǎn),如圖1所示,而刀具實(shí)際移動(dòng)軌跡由刀具位置補(bǔ)償值控制。由圖1(a)可見,刀具位置補(bǔ)償包含刀具幾何補(bǔ)償值和磨損補(bǔ)償值。

      圖1 刀具位置補(bǔ)償

      由于存在兩種形式的偏移量,所以刀具位置補(bǔ)償使用兩種方法,一種方法是將幾何補(bǔ)償值和磨損補(bǔ)償值分別設(shè)定存儲(chǔ)單元存放補(bǔ)償值,其格式為:

      另一種方法是將幾何偏移量和磨損偏移量合起來補(bǔ)償,如圖(b)所示,其格式為:

      總補(bǔ)償值存儲(chǔ)單元編號(hào)有兩個(gè)作用,一個(gè)作用是選擇刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值,并執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償功能;另一個(gè)作用是當(dāng)存儲(chǔ)單元編號(hào)00時(shí)可以取消位置補(bǔ)償,例如T0100,表示消去+號(hào)刀具當(dāng)前的補(bǔ)償值。圖2表示位置補(bǔ)償?shù)淖饔?,圖2中的實(shí)線是刀架中心A 點(diǎn)的編程軌跡線,虛線是執(zhí)行位置補(bǔ)償時(shí)A 點(diǎn)的實(shí)際軌跡線,實(shí)際軌跡的方位和X、Z軸的補(bǔ)償值有關(guān),其程序?yàn)椋?N010 G00 X10 Z-10 T0202; N020 G01 Z-30; N030 X20 Z-40 T0200;

      圖2 刀具位置補(bǔ)償作用 數(shù)控車床系統(tǒng)刀具結(jié)構(gòu)如圖3所示,圖3中P為假想刀尖,S為刀頭圓弧圓心,r為刀頭半徑,A為刀架參考點(diǎn)。

      圖3 車刀結(jié)構(gòu)

      車床的控制點(diǎn)是刀架中心,所以刀具位置補(bǔ)償始終需要。刀具位置補(bǔ)償是用來實(shí)現(xiàn)刀尖圓弧中心軌跡與刀架參考點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換,對(duì)應(yīng)圖3中A與S之間的轉(zhuǎn)換,但是實(shí)際上我們不能直接測(cè)得這兩個(gè)中心點(diǎn)之間的距離矢量,而只能測(cè)得假想刀尖!與刀架參考點(diǎn)$ 之間的距離。為了簡便起見,不妨假設(shè)刀頭半徑r=0,這時(shí)可采用刀具長度測(cè)量裝置測(cè)出假想刀尖點(diǎn)P相對(duì)于刀架參考點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)表中。

      和,并存入刀具

      式中:——— 假想刀尖P點(diǎn)坐標(biāo);

      (X,Z)——— 刀架參考點(diǎn)A的坐標(biāo)。至此很容易寫出刀具位置補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式為

      式中假想刀尖P的坐標(biāo)

      實(shí)際上即為加工零件軌跡點(diǎn)坐標(biāo),可從數(shù)控加工程序中獲得。此時(shí),零件輪廓軌跡經(jīng)式(2)補(bǔ)償后,即能通過控制刀架參考點(diǎn)A來實(shí)現(xiàn)。

      對(duì)于圖3中r≠0的情況,在進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償時(shí),不但需要考慮到刀頭圓弧半徑的補(bǔ)償,而且還要考慮到刀具的安裝方式(具體見2.2)。2 刀具半徑補(bǔ)償

      編制加工程序時(shí),一般是將刀尖看作是一個(gè)點(diǎn),然而實(shí)際上刀尖是有圓弧的,在切削內(nèi)孔、外圓及端面時(shí),刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀,但在切削錐面和圓弧時(shí),則會(huì)導(dǎo)致刀具的行走軌跡與編程軌跡不相吻合,而有一差值。圖4表示圓弧刀尖有半徑補(bǔ)償和無半徑補(bǔ)償時(shí)的軌跡。從圖中可以看出,采用假想刀尖P編程時(shí),刀具圓弧中心軌跡如圖4中雙點(diǎn)劃線所示,刀具實(shí)際加工軌跡和工件要求的輪廓形狀存在誤差,誤差大小和圓弧半徑r有關(guān)。若采用刀具圓弧中心編程并使用半徑補(bǔ)償功能時(shí)刀具圓弧中心的軌跡是圖4中的細(xì)實(shí)線,加工軌跡和工件要求的輪廓相等。

      圖4 圓弧刀尖有半徑補(bǔ)償和無半徑補(bǔ)償時(shí)的軌跡

      因?yàn)檐嚨兜陌惭b和幾何形狀較復(fù)雜,下面通過幾個(gè)方面作進(jìn)一步闡述。2.1 假想刀尖P的方位確定

      假想車刀刀尖P相對(duì)圓弧中心的方位與刀具移動(dòng)方向有關(guān),它直接影響圓弧車刀補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果。圖5是圓弧車刀假想刀尖方位及代碼。從圖中可以看出,刀尖P的方位有八種,分別用1~8八個(gè)數(shù)字代碼表示,同時(shí)規(guī)定,刀尖取圓弧中心位置時(shí),代碼為0或9,可以理解為沒有圓弧補(bǔ)償。

      圖5 圓弧車刀假想刀尖方位及代碼

      2.2 圓弧半徑補(bǔ)償和位置補(bǔ)償?shù)年P(guān)系

      如果按照刀架中心A點(diǎn)作為編程起始點(diǎn),不考慮圓弧半徑補(bǔ)償,則車刀在X軸和Z軸補(bǔ)償值按照?qǐng)D1(b)所示方法確定。既要考慮車刀位置補(bǔ)償,又要考慮圓弧半徑補(bǔ)償,此時(shí)車刀在X軸和Z軸的位置補(bǔ)償值可以按照?qǐng)D6所示方法確定,而將刀具的圓弧半徑r值放入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中,在加工時(shí)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行圓弧半徑補(bǔ)償。在刀具代碼T中的補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中,存放一組數(shù)據(jù):X軸Z軸的長度補(bǔ)償值,圓弧半徑補(bǔ)償值和假想刀尖方位(0~9)。操作時(shí),可以將每一把刀具的四個(gè)數(shù)據(jù)分別輸入刀具補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中,即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償(表1)。

      圖6 圓弧車刀位置補(bǔ)償 表1 刀具補(bǔ)償值

      2.3 圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償軌跡

      刀具半徑是否補(bǔ)償以及采用何種方式補(bǔ)償,是由G指令中的G40、G41、G42決定的:

      G40———刀具半徑補(bǔ)償取消,即使用該指令后,使G41、G42指令無效。

      G41———刀具半徑左補(bǔ)償,即沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看,刀具位于工件左側(cè)時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償。

      G42———刀具半徑右補(bǔ)償,即沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看,刀具位于工件右側(cè)時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償。

      圖7是使用圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)刀具補(bǔ)償過程。圖7中刀具補(bǔ)償?shù)某绦蚋袷綖椋?G40__; 消除補(bǔ)償;

      G41__; 半徑補(bǔ)償起始程序段; __;

      圖7 刀具補(bǔ)償過程

      從圖7可以看出,在起始程序段中,刀具在移動(dòng)過程中逐漸加上補(bǔ)償值。當(dāng)起始程序段結(jié)束之后,刀具圓弧中心停留在程序設(shè)定坐標(biāo)點(diǎn)的垂線上,距離是半徑補(bǔ)償值。

      第三章 數(shù)控車床不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)的刀具補(bǔ)償計(jì)算

      當(dāng)數(shù)控車床沒有刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí),用圓頭車刀加工工件時(shí),就要用計(jì)算的方法來求解刀具半徑補(bǔ)償量。一.按假想刀尖編程加工錐面

      如圖8所示,若假想刀尖沿工件輪廓AB移動(dòng),即

      與AB重合,并按AB尺寸編程,則必然產(chǎn)生圖8(a)中ABCD殘留誤差。因此按圖8(b)所示,使車刀的切削點(diǎn)移至AB,并沿AB移動(dòng),從而可避免殘留誤差,但這時(shí)假想刀尖軌跡

      與輪廓在Z方向相差了△z。

      式中:r為刀具圓弧半徑;θ為錐面斜角。因此可直接按假想刀尖軌跡以補(bǔ)償△z即可。的坐標(biāo)值編程,在x方向和z方向予

      圖8 車錐面刀補(bǔ)償示意圖

      二. 按假想刀尖編程加工圓弧

      當(dāng)車削圓弧表面時(shí),會(huì)出現(xiàn)如圖9所示的情況。圖9(a)為車削半徑為R的凸圓弧,由于P的存在,則刀尖# 點(diǎn)所走的圓弧軌跡并不是工件所要求的圓弧形狀。其圓心為“”,半徑為“R+r”,此時(shí)編程人員仍按假想刀尖P點(diǎn)進(jìn)行編程,不考慮刀尖圓弧半徑的影響,但要求加工前應(yīng)在刀補(bǔ)值上給Z向和X向分別加一個(gè)補(bǔ)償量r。同理,在切削凹圓弧,如圖9(b)時(shí),則在X向和Z向分別減一個(gè)補(bǔ)償量r。

      圖9 車圓弧刀補(bǔ)示意圖

      三.按刀尖圓弧中心軌跡編程

      圖10所示零件是由三段凸圓弧和凹圓弧構(gòu)成的,這時(shí)可用虛線所示的三段等距線進(jìn)行編程,即圓半徑為圓半徑為

      圓半徑為,三段圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)由等距的切點(diǎn)關(guān)系求得。這種方法編程比較直觀,常被采用。

      圖10 按刀尖圓弧中心編程 第四章 數(shù)控車削中刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶?/p>

      分析和應(yīng)用 刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶?/p>

      刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算的主要工作是根據(jù)刀具的方向矢量和半徑矢量計(jì)算各種轉(zhuǎn)接類型轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值,即根據(jù)相鄰編程輪廓段的起止點(diǎn)坐標(biāo)值判斷轉(zhuǎn)接類型, 調(diào)用相應(yīng)的計(jì)算程序計(jì)算出轉(zhuǎn)接點(diǎn)坐標(biāo)值。了解計(jì)算機(jī)軟件關(guān)于刀具補(bǔ)償轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算, 對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。為了正確地理解數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程,下面引入矢量的概念(數(shù)控車床的編程為G18平面,以上手刀為例)。(1)直線方向矢量: 指與運(yùn)動(dòng)方向一致的單位矢量, 用L d 表示。(2)圓弧方向矢量: 是指圓弧上某一動(dòng)點(diǎn)的切線方向上的單位矢量, 用L d 表示。

      (3)刀尖圓弧半徑矢量: 是指垂直于編程軌跡且大小等于刀尖圓弧半徑、方向指向刀尖圓弧中心的矢量, 用rd 表示。

      根據(jù)以上的矢量描述, 數(shù)控系統(tǒng)能夠正確判斷各種轉(zhuǎn)接類型并計(jì)算各轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值。2 刀具半徑補(bǔ)償過程

      刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控車床的重要功能之一。通常采用的對(duì)刀方法都是將刀尖作為刀位點(diǎn), 然而在實(shí)際應(yīng)用中, 為了提高刀具壽命和降低加工表面的粗糙度,一般將車刀刀尖磨成半徑0.2~2 的圓弧, 這樣按零件輪廓編程運(yùn)行后, 實(shí)際起切削作用的是圓弧的各切削點(diǎn), 這樣勢(shì)必會(huì)造成加工誤差。消除由刀尖圓弧引起的加工誤差必須進(jìn)行刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償, 補(bǔ)償參數(shù)包括刀尖半徑R 值和刀尖方位T 值。將刀補(bǔ)參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)之后, 刀具半徑補(bǔ)償?shù)?/p>

      方向要在執(zhí)行G41(或G42)之后方可生效。刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過程分為以下3 個(gè)步驟:(1)起動(dòng)偏置: 從取消偏置方式變?yōu)槠梅绞降某绦蚨畏Q為起動(dòng)偏置程序段。在起動(dòng)偏置的程序段進(jìn)行刀具偏置的過渡運(yùn)動(dòng), 在起動(dòng)程序段的終點(diǎn), 刀尖R 中心位于下個(gè)程序段起點(diǎn), 并在與下個(gè)程序段垂直的位置上, 同時(shí)滿足刀具方向矢量和半徑矢量的條件。起動(dòng)偏置的程序段必須是G00 或G01, 如圖1 所示。

      圖1 起動(dòng)偏置

      (2)執(zhí)行偏置: 在執(zhí)行了G41(或G42)的程序段中, 刀位點(diǎn)發(fā)生了變化, 由理論刀尖偏移至刀尖R 中心, 而刀尖R 中心軌跡始終垂直于方向矢量且偏離編程軌跡一個(gè)刀尖圓弧半徑矢量, 依靠刀尖圓弧外緣來加工零件輪廓。(3)取消偏置: 在執(zhí)行偏置的方式中如果指令了G40, 則這個(gè)程序段被稱為取消偏置程序段。取消偏置如圖2 所示, 從圖2 中可以看出, 在取消偏置程序段的前一個(gè)程序段, 刀尖不在該程序段的終點(diǎn), 這個(gè)變化是由刀位點(diǎn)造成的, 生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)特別注意, 取消偏置的程序段必須是G00 或G01。3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

      在數(shù)控車削加工中, 如果被加工零件的輪廓是正交面(柱面和端面)組成的, 則建立刀具半徑補(bǔ)償與否, 所加工的零件輪廓都是完全一致的, 這樣很容易造成部分操作人員忽視了刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。但在加工非正交面(弧面和錐面)輪廓時(shí), 不進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償就會(huì)發(fā)生過切和余切現(xiàn)象, 這樣勢(shì)必造成零件的不合格或報(bào)廢。在實(shí)際應(yīng)用中要注意以下幾個(gè)方面的 問題:(1)加工小于刀尖半徑的內(nèi)圓弧時(shí), 由于偏置的刀尖圓弧中心找不到正確的圓心軌跡將導(dǎo)致過切, 如圖3 所示。

      圖2 取消偏置

      圖3 輪廓半徑小于刀尖半徑時(shí)產(chǎn)生過切(2)加工小于刀尖半徑的臺(tái)階時(shí), 由于臺(tái)階小于刀具半徑, 因此在新舊矢量交替時(shí), 偏置的刀尖圓弧中心將向編程的反方向移動(dòng), 產(chǎn)生過切, 如圖4 所示。

      (3)在執(zhí)行刀補(bǔ)的程序段中, 如果有加工端面的軌跡時(shí)應(yīng)特別注意, 因?yàn)橛械都夥轿惶?hào), 要特別小心切削方向, 右刀補(bǔ)時(shí), 只能允許偏刀從旋轉(zhuǎn)中心往外切削, 否則會(huì)多切掉一個(gè)刀尖圓弧直徑的量, 如圖5 所示。

      圖4 臺(tái)階尺寸小于刀尖半徑時(shí)產(chǎn)生過切

      圖5 加工端面的切削方向(4)同樣在執(zhí)行刀補(bǔ)的程序段中, 由于刀位號(hào)已經(jīng)確定, 所以用正偏刀加工倒錐的輪廓時(shí), 系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生過切報(bào)警。

      (5)在取消偏置的程序段(G40)中, 刀具刀尖圓弧中心位于前一個(gè)程序段終點(diǎn)垂直的位置上, 可能將造成過切, 此時(shí)應(yīng)指令I(lǐng)、K, 即: G40X(U)_ Z(W)_ I_K_。其中, I、K 為增量值, 且I 為半徑值。這樣指定以后, 刀尖圓弧中心就會(huì)從I、K 方向線與前一個(gè)程序段輪廓線的角平分線位置運(yùn)動(dòng)至終點(diǎn)。

      (6)在執(zhí)行偏置的程序段中, 通過調(diào)整刀尖圓弧半徑的大小來控制加工余量和加工精度要優(yōu)于磨耗中的調(diào)整, 特別是在非正交平面的余量控制和調(diào)整中, 因?yàn)樵谀ズ闹蠿 軸和Z 軸是分別控制的, 而改變刀尖圓弧半徑的大小則可以同時(shí)控制兩個(gè)軸的余量, 如圖6所示。

      圖6 在執(zhí)行偏置中的加工余量控制__ 4 結(jié)束語

      刀具補(bǔ)償功能的作用主要在于簡化程序,即按零件的輪廓尺寸編程。在加工前,操作者測(cè)量實(shí)際的刀具長度、半徑和確定補(bǔ)償正負(fù)號(hào),作為刀具補(bǔ)償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng),使得由于換刀或刀具磨損帶來刀具尺寸參數(shù)變化時(shí),雖照用原程序,卻仍能加工出合乎尺寸要求的零件。此外,刀具補(bǔ)償功能還可以滿足編程和加工工藝的一些特殊要求。

      實(shí)際生產(chǎn)中, 數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償功能基本上應(yīng)用在非柱面的精加工程序段。在起動(dòng)偏置和取消偏置的程序段中, 同時(shí)要伴有刀具移動(dòng)的指令, 否則程序軌跡可能會(huì)發(fā)生變化, 從而造成零件報(bào)廢。同理, 在起動(dòng)偏置和取消偏置的程序段中, 也應(yīng)盡量避免切削工件。一個(gè)零件的加工程序不是唯一的, 但是, 正確使用刀具半徑補(bǔ)償是每一個(gè)編程員必備的基礎(chǔ)知識(shí)。

      致 謝

      感謝我的老師,他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。

      感謝我的老師,這片論文的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù),都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度,幫助我能夠很快的融入我們這個(gè)新的環(huán)境.感謝這幾年一起走過的同學(xué)和朋友,是你們的存在,我才不會(huì)那么孤單,多少個(gè)共同努力的日子,將會(huì)是一生中美好的回憶。

      在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意!

      參考文獻(xiàn)

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      第五篇:數(shù)控車床螺紋切削方法分析與應(yīng)用

      數(shù)控車床螺紋切削方法分析與應(yīng)用

      在目前的數(shù)控車床中,螺紋切削一般有兩種加工方法:G32直進(jìn)式切削方法和G76斜進(jìn)式切削方法,由于切削方法的不同,編程方法不同,造成加工誤差也不同。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析,爭(zhēng)取加工出精度高的零件。

      兩種加工方法的編程指令

      G32 X(U)_Z(W)_ F_;

      說明:X、Z用于絕對(duì)編程;U、W用于相對(duì)編程;F為螺距;

      G32編程切削深度分配方式一般為常量值,雙刃切削,其每次切削深度一般由編程人員編程給出。

      G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d);

      G76X(U)Z(w)R(i)P(k)Q(△d)F(l);

      說明:

      m:精加工重復(fù)次數(shù);

      r:倒角寬度;

      a:刀尖角度;

      △dmin:最小切削深度,當(dāng)每次切削深度(△d·n?-△d·(n-1)?)小于△dmin時(shí),切削深度限制在這個(gè)值上;

      d:精加工留量;

      i:螺紋部分的半徑差,若i=0,為直螺紋切削方式;

      k:螺紋牙高;

      △d:第一次切削的切削深度;

      l:螺距。

      G76編程切削深度分配方式一般為遞減式,其切削為單刃切削,其切削深度由控制系統(tǒng)來計(jì)算給出。

      加工誤差分析及使用

      G32直進(jìn)式切削方法,由于兩側(cè)刃同時(shí)工作,切削力較大,而且排削困難,因此在切削時(shí),兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí),由于切削深度較大,刀刃磨損較快,從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差;但是其加工的牙形精度較高,因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來完成,所以加工程序較長;由于刀刃容易磨損,因此加工中要做到勤測(cè)量。

      G76斜進(jìn)式切削方法,由于為單側(cè)刃加工,加工刀刃容易損傷和磨損,使加工的螺紋面不直,刀尖角發(fā)生變化,而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作,刀具負(fù)載較小,排屑容易,并且切削深度為遞減式。因此,此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易,刀刃加工工況較好,在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時(shí),可采用兩刀加工完成,既先用G76加工方法進(jìn)行粗車,然后用G32加工方法精車。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確,不然容易亂扣,造成零件報(bào)廢。根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)“東莞輝亞達(dá)精密機(jī)械廠”精密度挺高的,得到眾多商家的認(rèn)同。

      編程舉例

      例如加工 M36X1.5的螺紋,如圖3所示,用G32直進(jìn)式切削編程(每次切削深度為0.2mm):

      N10 G00 Z234 N2O G00 X35.6 N30 G32 Z269 F1.5 N40 G00 X38 N50 G00 Z234 N60 G00 X35.2 N70 G32 Z269 F1.5 N80 G00 X38 N90 G00 Z234 N100 G00 X34.8 N110 G32 Z269 F1.5 N120 G00 X38 N130 G00 Z234 N140 G00 X34.38 N150 G32 Z269 F1.5 N160 G00 X300 N170 G0

      0 Z300

      G76斜進(jìn)式切削編程:

      G76 P010160 Q200 R0.05

      G76 X34.38 Z269 P812 Q200 F1.5 說明:

      最小切削深度為0.02mm。

      第一次切削深度為0.02mm。

      螺紋牙高為0.812mm。

      從以上示例中可明顯看到G32編程和G76編程的區(qū)別,在工作中要看工件要求的精度來確定。

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        以前,數(shù)控機(jī)床加工程序的輸入采用紙帶傳輸程序或是手工輸入時(shí),存在如 下缺點(diǎn):(1)紙帶傳輸效率低,識(shí)別正確率低;(2)紙帶傳輸程序時(shí)會(huì)將機(jī)床中原有的程序自動(dòng)刪除;(3)紙帶不易長時(shí)間保存;(4)......

        數(shù)控車床論文(合集)

        數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用論文 作者:xxx 作者單位:xxx 摘要 數(shù)控機(jī)床集計(jì)算機(jī)技術(shù),電子技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),傳感測(cè)量,機(jī)械制造,是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的發(fā)展和應(yīng)用開創(chuàng)了制造業(yè)......

        數(shù)控車床論文

        商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 中 文 摘 要 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展改變了世界,也改變了人類的生活,作為新世紀(jì)的大學(xué)生,應(yīng)站在時(shí)代的前列,掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí),調(diào)整自已的知識(shí)結(jié)構(gòu)......

        數(shù)控車床 論文

        數(shù)控車床 姓名: 序號(hào): 學(xué)號(hào): 班級(jí): 院系: 指導(dǎo)老師: 摘要:世界科技和經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,原來的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足人們的需要。因此對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成......

        數(shù)控車床簡介

        一數(shù)控車床簡介CKA6150選用FANUC OTD,F(xiàn)ANUC Oi-MATE TC,F(xiàn)ANUC Oi-TA,F(xiàn)ANUCOi-TB、安川J50L、SIEMENS 802D,F(xiàn)AGOR 8025T,F(xiàn)AGOR 8055T等世界知名公司的數(shù)控系統(tǒng).對(duì)工件可進(jìn)行多次重......

        數(shù)控車床作業(yè)指導(dǎo)書

        數(shù)控機(jī)床作業(yè)指導(dǎo)書及操作規(guī)范1.目的:明確工作職責(zé),確保加工的合理性、正確性及可操作性。 規(guī)范安全操作,防患于未然,杜絕安全隱患以達(dá)到安全生產(chǎn)并保證加工質(zhì)量。 2.范圍:適用于數(shù)......