畢業(yè)論文----刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用研究

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題 目：刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用研究</p><p>　　系 部：機(jī)電工程系</p><p>　　專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)</p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p

2、><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師：劉曉秋老師 職稱：</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū)</p><p>　　題 目：刀具半徑補(bǔ)償功能在數(shù)控銑削中的應(yīng)用研究</p

3、><p><b>　　專題題目</b></p><p><b>　　原始依據(jù)：</b></p><p>　　工作基礎(chǔ)：刀具半徑補(bǔ)償功能的研究目前已被廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工中，同時(shí)也是提高數(shù)控加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要的研究課題。迄今為止，刀具半徑補(bǔ)償功能的研究非常普遍，但是在實(shí)際的加工中，卻存在很多的問(wèn)題，因此，還有很大的探索空

4、間。鑒于此，本課題的提出主要是根據(jù)在數(shù)控銑削中，刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用所存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，探討出原因及提出解決方法</p><p>　　研究條件：數(shù)控銑削機(jī)床、刀具、及編程軟件</p><p>　　應(yīng)用環(huán)境：數(shù)控加工中車床、銑床、加工中心及Mastercam、Proe等編程軟件</p><p>　　工作目的：通過(guò)對(duì)刀具半徑補(bǔ)償功能在數(shù)控銑削中的應(yīng)用研究，盡量避免在實(shí)際加

5、工中，問(wèn)題的出現(xiàn)。期望可以達(dá)到提高銑削加工中的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及精度，并對(duì)數(shù)控加工產(chǎn)生積極的指導(dǎo)意義的目標(biāo)。</p><p><b>　　主要內(nèi)容和要求：</b></p><p>　　此論文的主要研究?jī)?nèi)容是：</p><p>　　1，刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用</p><p>　?。?），在零件的自動(dòng)加工過(guò)程中，刀具

6、的磨損、重磨甚至更換經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)用刀補(bǔ)值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時(shí)重新修改程序的工作。在零件加工過(guò)程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。假設(shè)原來(lái)設(shè)置的刀補(bǔ)值為某一值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的變?yōu)榱硪恢?，此時(shí)，可僅修改該刀具的刀補(bǔ)值：由原來(lái)的改為變化后的，而不必改變?cè)械某绦蚣纯蓾M足加工要求。</p><p>　?。?），改變刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn)零件的粗、

7、精加工。刀具半徑補(bǔ)償功能還有一個(gè)很重要的用途就是實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工。如果人為地使刀具中心與工件輪廓偏置值不是一個(gè)刀具半徑，而是某一給定值，則可以用來(lái)處理粗、精加工問(wèn)題。在粗加工時(shí)，可將刀具實(shí)際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補(bǔ)償值輸入，而在精加工時(shí)只輸入刀具實(shí)際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個(gè)程序，同一尺寸的刀具。此文將詳細(xì)介紹其補(bǔ)償方法。</p><p>　　2，刀具半徑補(bǔ)償功能在銑削應(yīng)用中所產(chǎn)生的問(wèn)題&

8、lt;/p><p>　?。?）刀具半徑補(bǔ)償產(chǎn)生過(guò)切的幾種情況：指定平面內(nèi)存在二段或二段以上非移動(dòng)指令段；在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間有兩個(gè)輔助功能程序段，也可能造成過(guò)切等。</p><p>　　(2)在補(bǔ)償開(kāi)始時(shí)，只能用G01或Goo，不能用圓弧插補(bǔ)指令(G02或G03)，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。</p><p>　　(3)在補(bǔ)償進(jìn)行時(shí)，在指定的平面內(nèi)如果連續(xù)有兩個(gè)或以上的非移動(dòng)指令(輔

9、助機(jī)能或暫停等)。則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切或切削不足。</p><p>　　(4)在補(bǔ)償撤消時(shí)，只能用G01或GoO，不能用圓弧插補(bǔ)指令(G02及G03)，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警且刀具停止；在“單程序段”方式下，執(zhí)行一個(gè)程序段后停止，再一次按起動(dòng)按扭，執(zhí)行下一個(gè)程序段而不再讀取下一個(gè)程序段。</p><p>　　3，刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹付?，建立與撤銷及使用中的注意事項(xiàng)</p><p>　　

10、如在使用事項(xiàng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）G41( 或G42) 必須與G40 成對(duì)使用；</p><p>　　2）編入G41、G42、G40 程序段，必須用和G01(G40 程序段亦可用G00，但一般用G01) 功能配合使用，且在使用時(shí)不允許有兩句連續(xù)的非移動(dòng)指令；</p><p>　　3）G41( 或G42) 與G40 之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加

11、工，如鏡像、子程序加工等；</p><p>　　4）D00 - D99 為刀具補(bǔ)償號(hào)，D00 意味著取消刀具補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償值在加工或運(yùn)行之前必須設(shè)定在補(bǔ)償存儲(chǔ)器中；</p><p>　　5）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進(jìn)行，不能編程在輪廓加工的程序段上。</p><p>　　主要指標(biāo)和具體要求：</p><p>　?、?查閱課題

12、相關(guān)文獻(xiàn)15篇以上（期刊5篇以上），并注明出處</p><p>　?、?通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)地考察等手段了解發(fā)展現(xiàn)狀與前景</p><p>　?、?深入了解文獻(xiàn)涉及的主要原理、技術(shù)方法等進(jìn)行總結(jié)、歸納述評(píng)，闡明當(dāng)前有關(guān)的最先成果和動(dòng)態(tài)</p><p><b>　　日程安排：</b></p><p>　?、伲?1月25日-12月2

13、0日，閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行課題/論文調(diào)研；</p><p>　?、冢?2月21日-12月25日，撰寫選題報(bào)告；</p><p>　?、郏?2月26日-1月15日，撰寫開(kāi)題報(bào)告；</p><p>　　④：1月1日-3月27日，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明或畢業(yè)論文，整理并修改畢業(yè)設(shè)計(jì)/畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。</p><p>　?、? 3月28日-

14、4月4月3日，論文審核； </p><p>　?、? 4月，準(zhǔn)備答辯</p><p>　　主要參考文獻(xiàn)和書(shū)目：</p><p>　　[1]程仲文。數(shù)控加工編程中刀具補(bǔ)償常見(jiàn)錯(cuò)誤及問(wèn)題分析。蘭州工業(yè)高等莊客學(xué)校學(xué)報(bào),2006,13(1):2-4。</p><p>　　[2]丁暉。刀具半徑補(bǔ)償。哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009，15：146</

15、p><p>　　[3]林翠青。刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削中的應(yīng)用。廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，2010，2：28——29。</p><p>　　[4]丁靜，馮振偉. 刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削中的運(yùn)用。鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，2009，37（12）：246——247。</p><p>　　[5]王 占領(lǐng).刀具補(bǔ)償問(wèn)題初探。陜西理工學(xué)院 機(jī)電工程系，2005，11：44。

16、</p><p>　　[6]陳小紅，顧其俊，孟慶波. 刀具補(bǔ)償應(yīng)用研究。浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009.3：50——54。</p><p>　　[7]程培寶. 刀具補(bǔ)償在數(shù)控編程中的應(yīng)用研究。寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2006，25：198。</p><p>　　[8]張吉 玲. 在數(shù)控銑床上使用刀補(bǔ)時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2008，5：86——87。<

17、;/p><p>　　[9]杜學(xué)鵬. 淺談刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床編程中的應(yīng)用。河南經(jīng)濟(jì)貿(mào)易高級(jí)技工學(xué)校，2010，28：153.</p><p>　　[10]李瑋，沈勇，董軍。數(shù)控機(jī)床刀具補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用研究。西南林學(xué)院 交通機(jī)械與土木工程學(xué)院，云南民族大學(xué)物理與電子電氣信息工程學(xué)院，2003，12（3）：164——166。</p><p>　　[11]浦艷敏. 數(shù)控銑床刀具半

18、徑補(bǔ)償?shù)姆治雠c應(yīng)用。遼寧石油化工大學(xué) 職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009，9（23）：7126——7129。</p><p>　　[12]穆國(guó)巖，張遠(yuǎn)山，范麗杰。數(shù)控銑床零件加工的刀具補(bǔ)償。煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程系，2006，12（2）：66——68。</p><p>　　[13]艾建軍，李文。數(shù)控銑削加工中靈活運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償。保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010，38（12）：35——36

19、。</p><p>　　[14]王凌云，延立 ，姚偉。數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)研究。湖南科技職業(yè)學(xué)院，西北工業(yè)大學(xué)，2005，33（2）：220——222。</p><p>　　[15]潘衛(wèi)彬，徐鋼濤，張?chǎng)?。關(guān)于數(shù)控銑削加工中刀具半徑補(bǔ)償問(wèn)題的探討。鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國(guó)有色金篇工業(yè)第六冶金建設(shè)公司，2007，15（5）：8——10。</p><p>　　指

20、導(dǎo)教師簽字： 年 月 日</p><p>　　教研室主任簽字： 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題 目：刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用研究</p><p>　?。ㄒ唬┍菊n題來(lái)源及研究現(xiàn)狀：</p><p>

21、;　?。?）課題來(lái)源及意義</p><p>　　該課題是根據(jù)在數(shù)控銑削中刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用來(lái)論述的。在數(shù)控銑床進(jìn)行輪廓加工中，由于銑刀有一定的半徑，刀具中心軌跡與工件軌跡常不重合。通過(guò)刀具補(bǔ)償功能指令，CNC系統(tǒng)可以根據(jù)輸入補(bǔ)償量或者實(shí)際的刀具尺寸，使機(jī)床自動(dòng)加工出符合程序要求的零件。目前，刀具半徑補(bǔ)償功能已廣泛應(yīng)用在數(shù)控加工中，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有很大的指導(dǎo)意義：1、提高產(chǎn)品合格率2、勞動(dòng)生產(chǎn)率。3、提高工件

22、的加工質(zhì)量4、提高精度等等。</p><p><b>　?。?）研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　刀具半徑補(bǔ)償即根據(jù)按零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能成為刀具半徑補(bǔ)償功能。</p><p>　　從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，刀具半徑補(bǔ)償功能已廣泛應(yīng)用在數(shù)控加工中。目前，在我國(guó)，刀具半徑補(bǔ)償?shù)玫搅撕芎玫陌l(fā)展。但是

23、在加工中，還是存在一定的問(wèn)題。如：刀具的合理選擇、加工中正確的走刀軌跡、正確使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶畹取Ｔ趪?guó)外，刀具半徑補(bǔ)償有了非常成熟的發(fā)展。主體現(xiàn)在：加工零件的精度，加工質(zhì)量及生產(chǎn)率。</p><p>　　鑒于國(guó)外刀具半徑補(bǔ)償?shù)某墒鞈?yīng)用，我國(guó)仍需有待提到，這對(duì)制造將會(huì)產(chǎn)生積極的影響。</p><p>　?。ǘ┱n題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段：</p><p>&l

24、t;b>　?。?）目標(biāo)</b></p><p>　　針對(duì)刀具半徑補(bǔ)償功能在數(shù)控銑削中的應(yīng)用，研究其在加工中存在的問(wèn)題并對(duì)此進(jìn)行解決，盡量避免此類問(wèn)題的發(fā)生。并對(duì)以后如何正確使用刀具半徑補(bǔ)償功能起了指導(dǎo)作用。</p><p><b>　?。?）內(nèi)容</b></p><p>　　此論文的主要研究?jī)?nèi)容是：</p>&l

25、t;p>　　1，刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用</p><p>　　（1），在零件的自動(dòng)加工過(guò)程中，刀具的磨損、重磨甚至更換經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)用刀補(bǔ)值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時(shí)重新修改程序的工作。在零件加工過(guò)程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。假設(shè)原來(lái)設(shè)置的刀補(bǔ)值為某一值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的變?yōu)榱硪恢?，此時(shí)，可僅修改該刀具的刀補(bǔ)值：由原來(lái)的改為

26、變化后的，而不必改變?cè)械某绦蚣纯蓾M足加工要求。</p><p>　　（2），改變刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工。刀具半徑補(bǔ)償功能還有一個(gè)很重要的用途就是實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工。如果人為地使刀具中心與工件輪廓偏置值不是一個(gè)刀具半徑，而是某一給定值，則可以用來(lái)處理粗、精加工問(wèn)題。在粗加工時(shí)，可將刀具實(shí)際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補(bǔ)償值輸入，而在精加工時(shí)只輸入刀具實(shí)際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個(gè)程序，同一尺寸

27、的刀具。此文將詳細(xì)介紹其補(bǔ)償方法。</p><p>　　2，刀具半徑補(bǔ)償功能在銑削應(yīng)用中所產(chǎn)生的問(wèn)題</p><p>　　（1）刀具半徑補(bǔ)償產(chǎn)生過(guò)切的幾種情況：指定平面內(nèi)存在二段或二段以上非移動(dòng)指令段；在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間有兩個(gè)輔助功能程序段，也可能造成過(guò)切等。</p><p>　　(2)在補(bǔ)償開(kāi)始時(shí)，只能用G01或Goo，不能用圓弧插補(bǔ)指令(G02或G03)，否則會(huì)

28、產(chǎn)生報(bào)警。</p><p>　　(3)在補(bǔ)償進(jìn)行時(shí)，在指定的平面內(nèi)如果連續(xù)有兩個(gè)或以上的非移動(dòng)指令(輔助機(jī)能或暫停等)。則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切或切削不足。</p><p>　　(4)在補(bǔ)償撤消時(shí)，只能用G01或GoO，不能用圓弧插補(bǔ)指令(G02及G03)，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警且刀具停止；在“單程序段”方式下，執(zhí)行一個(gè)程序段后停止，再一次按起動(dòng)按扭，執(zhí)行下一個(gè)程序段而不再讀取下一個(gè)程序段。</p>

29、;<p>　　3，刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹付?，建立與撤銷及使用中的注意事項(xiàng)</p><p>　　如在使用事項(xiàng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）G41( 或G42) 必須與G40 成對(duì)使用；</p><p>　　2）編入G41、G42、G40 程序段，必須用和G01(G40 程序段亦可用G00，但一般用G01) 功能配合使用，且在使用時(shí)不允許有兩句連續(xù)

30、的非移動(dòng)指令；</p><p>　　3）G41( 或G42) 與G40 之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等；</p><p>　　4）D00 - D99 為刀具補(bǔ)償號(hào)，D00 意味著取消刀具補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償值在加工或運(yùn)行之前必須設(shè)定在補(bǔ)償存儲(chǔ)器中；</p><p>　　5）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進(jìn)行，不能編程在輪廓加工的程序段上

31、。</p><p><b>　?。?）方法</b></p><p>　　通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)地及其它手段與方式等調(diào)查了解有關(guān)現(xiàn)狀</p><p><b>　　（4）手段</b></p><p><b>　　校圖書(shū)館，電子資源</b></p><p>　?。ㄈ┰O(shè)

32、計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排：</p><p><b>　　1）論文提綱：</b></p><p>　?、?，前言：刀具補(bǔ)償功能在數(shù)控銑削中應(yīng)用廣泛。由于銑刀有一定的半徑，刀具中心軌跡與工件軌跡常不重合。通過(guò)刀具半徑補(bǔ)償指令，CNC系統(tǒng)可以根據(jù)補(bǔ)償量或者實(shí)際的刀具尺寸，使機(jī)床自動(dòng)加工出符合程序要求的零件。</p><p>　　②：正文：主要研究刀具半

33、徑補(bǔ)償功能在銑削中的應(yīng)用及其中出現(xiàn)的問(wèn)題，再對(duì)如何正確的使用刀具半徑功能及注意事項(xiàng)做研究概括。</p><p>　?、郏嚎偨Y(jié)：本文中，詳細(xì)論述了刀具半徑補(bǔ)償在銑削中的應(yīng)用及所產(chǎn)生的問(wèn)題，并對(duì)如何正確使用刀具半徑補(bǔ)償功能做了詳細(xì)的概括。這對(duì)提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和合格率都有一定的指導(dǎo)意義。</p><p><b>　　2）進(jìn)度安排：</b></p><p&

34、gt;　　①：11月25日-12月20日，閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行課題/論文調(diào)研；</p><p>　?、冢?2月21日-12月25日，撰寫選題報(bào)告；</p><p>　　③：12月26日-1月15日，撰寫開(kāi)題報(bào)告；</p><p>　?、埽?月1日-3月27日，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明或畢業(yè)論文，整理并修改畢業(yè)設(shè)計(jì)/畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯；</p>&l

35、t;p>　?、? 3月28日-4月4月3日，論文審核；</p><p>　?、? 4月，準(zhǔn)備答辯；</p><p>　?。ㄋ模阂丫邆涞臈l件：</p><p>　　1）校圖書(shū)館、電子資源、網(wǎng)絡(luò)資源</p><p>　　2）實(shí)地調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查</p><p>　?。ㄎ澹┲饕獏⒖嘉墨I(xiàn)和書(shū)目：</p>&

36、lt;p>　　[1] 程仲文。數(shù)控加工編程中刀具補(bǔ)償常見(jiàn)錯(cuò)誤及問(wèn)題分析。蘭州工業(yè)高等莊客學(xué)校學(xué)報(bào),2006,13(1):2-4。</p><p>　　[2] 丁暉。刀具半徑補(bǔ)償。哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009，15：146</p><p>　　[3] 林翠青。刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削中的應(yīng)用。廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，2010，2：28——29。</p><p&

37、gt;　?。?］丁靜，馮振偉。刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削中的運(yùn)用。鄭州輕工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，2009，37（12）：246——247。</p><p>　　［5］王 占領(lǐng).刀具補(bǔ)償問(wèn)題初探。陜西理工學(xué)院 機(jī)電工程系，2005，11：44。</p><p>　　［6］陳小紅，顧其俊，孟慶波。 刀具補(bǔ)償應(yīng)用研究。浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009.3：50——54。</p><p

38、>　?。?］程培寶。 刀具補(bǔ)償在數(shù)控編程中的應(yīng)用研究。寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2006，25：198。</p><p>　　［8］張吉 玲. 在數(shù)控銑床上使用刀補(bǔ)時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2008，5：86——87。</p><p>　?。?］杜學(xué)鵬。 淺談刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床編程中的應(yīng)用。河南經(jīng)濟(jì)貿(mào)易高級(jí)技工學(xué)校，2010，28：153.</p><p

39、>　　［10］李瑋，沈勇，董軍。數(shù)控機(jī)床刀具補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用研究。西南林學(xué)院 交通機(jī)械與土木工程學(xué)院，云南民族大學(xué)物理與電子電氣信息工程學(xué)院，2003，12（3）：164——166。</p><p>　　[11]浦艷敏. 數(shù)控銑床刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆治雠c應(yīng)用。遼寧石油化工大學(xué) 職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009，9（23）：7126——7129。</p><p>　　[12]穆國(guó)巖，張遠(yuǎn)山，范麗杰。數(shù)控銑

40、床零件加工的刀具補(bǔ)償。煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程系，2006，12（2）：66——68。</p><p>　　[13]艾建軍，李文。數(shù)控銑削加工中靈活運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償。保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010，38（12）：35——36。</p><p>　　[14]王凌云，延立 ，姚偉。數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)研究。湖南科技職業(yè)學(xué)院，西北工業(yè)大學(xué)，2005，33（2）：220——222

41、。</p><p>　　[15]潘衛(wèi)彬，徐鋼濤，張?chǎng)?。關(guān)于數(shù)控銑削加工中刀具半徑補(bǔ)償問(wèn)題的探討。鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國(guó)有色金篇工業(yè)第六冶金建設(shè)公司，2007，15（5）：8——10。</p><p><b>　　指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)：</b></p><p>　　教研室主任簽字： 年 月 日</p>

42、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　刀具半徑補(bǔ)償功能廣泛應(yīng)用在數(shù)控加工中。實(shí)際加工過(guò)程中，由于不同刀具的半徑各不相同，在加工中會(huì)產(chǎn)生很大的加工誤差。因此，實(shí)際加工時(shí)必須通過(guò)刀具補(bǔ)償指令，使數(shù)控機(jī)床根據(jù)實(shí)際使用的刀具尺寸，自動(dòng)調(diào)整各坐標(biāo)軸的移動(dòng)量，如果能合理建立和靈活運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償，對(duì)簡(jiǎn)化編程和提高數(shù)控加工質(zhì)量會(huì)帶來(lái)很大的幫助。本文就數(shù)控銑床加工中如何應(yīng)用

43、刀具半徑補(bǔ)償作一些探討。針對(duì)刀具半徑補(bǔ)償功能在數(shù)控銑削中的應(yīng)用，研究其在加工中存在的問(wèn)題并對(duì)此進(jìn)行解決，盡量避免此類問(wèn)題的發(fā)生，同時(shí)介紹了刀具材料及其如何選用。并對(duì)以后如何正確使用刀具半徑補(bǔ)償功能起了指導(dǎo)作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：刀具半徑補(bǔ)償；功能；指令</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The

44、 tool radius compensation function widely used in nc machining. The actual machining process, due to the different tool radius each are not identical, in processing will produce great machining errors. Therefore, the act

45、ual processing must through the blade compensating instructions, make according to actual use of CNC machine tool automatically adjust the size, coordinate transformation of mobile quantity, if properly establish and fle

46、xible application tool radius compensation, simplified pr</p><p>　　Keywords: tool radius compensation；Cutting tool；function</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在數(shù)控銑床進(jìn)行輪廓加工中，由于銑

47、刀有一定的半徑，刀具中心軌跡與工件軌跡常不重合。通過(guò)刀具補(bǔ)償功能指令，CNC系統(tǒng)可以根據(jù)輸入補(bǔ)償量或者實(shí)際的刀具尺寸，使機(jī)床自動(dòng)加工出符合程序要求的零件。目前，刀具半徑補(bǔ)償功能已廣泛應(yīng)用在數(shù)控加工中，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有很大的指導(dǎo)意義。</p><p>　　刀具半徑補(bǔ)償即根據(jù)按零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能成為刀具半徑補(bǔ)償功能。</p><p>　　從

48、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，刀具半徑補(bǔ)償功能已廣泛應(yīng)用在數(shù)控加工中。目前，在我國(guó)，刀具半徑補(bǔ)償?shù)玫搅撕芎玫陌l(fā)展。但是在加工中，還是存在一定的問(wèn)題。如：刀具的合理選擇、加工中正確的走刀軌跡、正確使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶畹?。在?guó)外，刀具半徑補(bǔ)償有了非常成熟的發(fā)展。主體現(xiàn)在：加工零件的精度，加工質(zhì)量及生產(chǎn)率。</p><p>　　鑒于國(guó)外刀具半徑補(bǔ)償?shù)某墒鞈?yīng)用，我國(guó)仍需有待提到，這對(duì)制造將會(huì)產(chǎn)生積極的影響。</p>

49、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用研究1</p><p>　　1.1刀具半徑補(bǔ)償功能在刀具的磨損、重磨或者更換中的應(yīng)用1</p><p>　　1.2刀具半徑補(bǔ)償功能在零件的粗、精加工中的應(yīng)用1</p><p>　　1.3采用同一程序段加工同一公稱直

50、徑的凸、凹型面3</p><p>　　1.4用刀補(bǔ)功能去除余量5</p><p>　　1.5用刀補(bǔ)控制尺寸精度7</p><p>　　第二章 刀具半徑補(bǔ)償功能在銑削加工中產(chǎn)生的問(wèn)題9</p><p>　　2.1刀具半徑補(bǔ)償功能產(chǎn)生過(guò)切的幾種情況9</p><p>　　2.2刀具半徑補(bǔ)償功能指令的使用13&

51、lt;/p><p>　　第三章 刀具材料15</p><p>　　3.1刀具材料應(yīng)具備的性能15</p><p>　　3.2刀具材料的種類及其選擇16</p><p>　　第四章 刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用及在使用中的注意項(xiàng)24</p><p>　　4.1采用下刀后建立刀補(bǔ)和抬刀后取消刀補(bǔ)程序24</p&g

52、t;<p>　　4.2刀補(bǔ)指令在使用中的注意事項(xiàng)25</p><p>　　第五章 數(shù)控銑床及銑刀27</p><p>　　5.1數(shù)控銑床的主要功能27</p><p>　　5.2數(shù)控銑床的加工工藝范圍28</p><p>　　5.3銑刀直徑的選擇和最大切削深度及其結(jié)構(gòu)選擇30</p><p>

53、<b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p>　　第一章 刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用研究</p><p>　　1.1刀具半徑補(bǔ)償功能在刀具的磨損、重磨或者更換中的應(yīng)用</p><p>　　在零件的自動(dòng)加工過(guò)程中，刀具的磨損、重磨甚至更換經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)

54、用刀補(bǔ)值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時(shí)重新修改程序的工作。在零件加工過(guò)程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。假設(shè)原來(lái)設(shè)置的刀補(bǔ)值為r1，見(jiàn)圖1.1所示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的變?yōu)閞2，此時(shí)，可僅修改該刀具的刀補(bǔ)值：由原來(lái)的改為r2，而不必改變?cè)械某绦蚣纯蓾M足加工要求。</p><p>　　圖1.1刀補(bǔ)在重磨中的應(yīng)用</p><

55、;p>　　刀具半徑補(bǔ)償功能在零件的粗、精加工中的應(yīng)用</p><p>　　刀具半徑補(bǔ)償功能還有一個(gè)很重要的用途就是實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工。如果人為地使刀具中心與工件輪廓偏置值不是一個(gè)刀具半徑，而是某一給定值，則可以用來(lái)處理粗、精加工問(wèn)題。在粗加工時(shí)，可將刀具實(shí)際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補(bǔ)償值輸入，而在精加工時(shí)只輸入刀具實(shí)際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個(gè)程序，同一尺寸的刀具，其補(bǔ)償方法為：設(shè)精加工

56、余量為△ ，刀具半徑為，見(jiàn)1.2圖所示：首先，人工輸入刀具偏置值，即可完成加工到圖示點(diǎn)劃線的位置；在精加工時(shí)，輸入刀具的半徑值，即可完成最終的輪廓精加工( 實(shí)線輪廓)。</p><p>　　圖1.2刀補(bǔ)在粗精加工中應(yīng)用的輪廓圖</p><p>　　刀具直徑發(fā)生變化后，通過(guò)改變刀補(bǔ)→ P1—粗加工刀心軌跡 P2—精加工刀心軌跡</p><p>　　1.3 采用同一程

57、序段加工同一公稱直徑的凸、凹型面。</p><p>　　在模具加工中，可以利用刀具半徑補(bǔ)償功能，利用同—個(gè)程序，加工同一公稱尺寸的凹、凸型面。在加工外輪廓時(shí)，將偏置量設(shè)為+D，刀具中心將沿輪廓的外側(cè)切削。如圖1.3所示。</p><p><b>　　圖1.3</b></p><p>　　當(dāng)加工內(nèi)輪廓時(shí)，偏置量設(shè)為一D。這時(shí)刀具中心將沿輪廓的內(nèi)側(cè)

58、切削，如圖1.4所示。</p><p><b>　　圖1.4</b></p><p>　　下面以一個(gè)零件的數(shù)控加工程序?yàn)槔齺?lái)說(shuō)明刀具半徑補(bǔ)償在粗精加工中的使用。</p><p>　　如下圖所示，零件厚度為2mm，粗、精加工均采用半徑為20mm銑刀，粗加工時(shí)刀具半徑補(bǔ)償值偏置號(hào)為D01，精加工時(shí)刀具半徑補(bǔ)償偏置號(hào)為D02，數(shù)控加工程序?yàn)?lt;/

59、p><p>　　圖1.5使用刀補(bǔ)的加工軌跡</p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　O0001</b></p><p>　　N01 G90 G54 G00 X0 Y0 S600 M03;</p><p><b>　　N02 Z50;<

60、;/b></p><p>　　N03 G01 X250 F100;</p><p><b>　　N04 Z-2;</b></p><p>　　N05 G42 G01 Y-30 D01 F100; (粗加工D01寄存值21)</p><p>　　N06 M98 P0002; </p><p>

61、　　N07 G42 G01 Y-30 D02 F100; (精加工D02寄存值20)</p><p>　　N08 M98 P0002;</p><p>　　N09 G00 Z50 M05;</p><p>　　N10 X0 Y0;</p><p><b>　　N11 M30;</b></p><p&g

62、t;<b>　　子程序</b></p><p><b>　　O0002</b></p><p>　　N01 G01 X101;</p><p>　　N02 G02 Y30 R30;</p><p>　　N03 G01 X181;</p><p>　　N04 G03 X172

63、Y64 R184;</p><p>　　N05 G02 X64 Y172 R184;</p><p>　　N06 G03 X30 Y181 R184;</p><p>　　N07 G01 Y101;</p><p>　　N08 G02 X-30 R30;</p><p>　　N9 G01 Y181;</p>

64、<p>　　N10 G03 X-64 Y172 R184;</p><p>　　N11 G02 X-172 Y64 R184;</p><p>　　N12 G03 X-181 Y30 R184;</p><p>　　N13 G01 X-101;</p><p>　　N14 G02 Y-30 R30;</p><

65、;p>　　N15 G01 X-181;</p><p>　　N16 G03 X-172 Y-64 R184;</p><p>　　N17 G02 X-64 Y-172 R184;</p><p>　　N18 G03 X-30 Y-181 R184;</p><p>　　N19 G01 Y-101;</p><p>

66、;　　N20 G02 X30 R30;</p><p>　　N21 G01 Y-181;</p><p>　　N22 G03 X64 Y-172 R184;</p><p>　　N23 G02 X172 Y-64 R184;</p><p>　　N24 G03 X184 Y0 R184;</p><p>　　N25 G

67、40 G01 X250;</p><p><b>　　N26 M99;</b></p><p>　　這里用了G42刀具半徑右補(bǔ)償，由于存在補(bǔ)償，所以刀具中心軌跡與工件輪廓不重合，如果不設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償，只能按刀具的中心軌跡編程，即按照上圖中的虛線進(jìn)行編程，計(jì)算相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，尤其是當(dāng)?shù)毒吣p或換新刀使刀具半徑變化時(shí)，還要重新計(jì)算刀具中心的軌跡并修改程序，很是繁瑣的，還不能

68、保證加工精度。數(shù)控銑床具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，只需要按工件輪廓編寫程序即可，設(shè)置好補(bǔ)償值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀心軌跡，相當(dāng)?shù)姆奖?lt;/p><p>　　一般要在未銑削到工件之前下刀補(bǔ)，在零件加工完之后取消刀補(bǔ)。即提前上刀補(bǔ)，置后下刀補(bǔ)。設(shè)置刀具補(bǔ)償還有一個(gè)好處 就是加工方便，無(wú)論換用直徑為多少的刀，只要改一下補(bǔ)償值就行了</p><p>　　1.4用刀補(bǔ)功能去除余量</p>&l

69、t;p>　　1.4.1利用刀補(bǔ)去余量</p><p>　　在加工零件時(shí)，經(jīng)常要去除余量，去除余量方法也較多，用刀補(bǔ)功能去除是常用的方法。刀補(bǔ)值的廣義含義是刀具與對(duì)應(yīng)輪廓的距離，刀補(bǔ)值越大，刀具偏離輪廓距離越遠(yuǎn)，根據(jù)這個(gè)原理，可以實(shí)現(xiàn)余量去除。如加工,#80mm盲孔，只要按輪廓編如下程序：</p><p>　　0123(銑床加工程序)</p><p>　　G54

70、 C-40 GO Z100(,r32mm鍵槽銑刀)</p><p>　　X0 Y0 M03 Sl000</p><p><b>　　Z2</b></p><p>　　GOl Z-2 F50(盲孔深2mm)</p><p>　　G41 D01 X-10 Y30 F120(建刀補(bǔ))</p><p>　

71、　G03 X-40 Y0 R30(切向進(jìn)刀)</p><p><b>　　I40(走輪廓)</b></p><p>　　X-10 Y-30 R30(切向出刀)</p><p>　　G0 Z100(抬刀)</p><p>　　G40 Y200(取消刀補(bǔ))</p><p>　　M30 (程序結(jié)束)&l

72、t;/p><p>　　上述程序，刀補(bǔ)值D01取8mm(刀具半徑)時(shí)，即可加工出郝R160mm盲孔的內(nèi)輪廓，但輪廓內(nèi)仍有余量，此時(shí)可用加刀補(bǔ)的方法去除，刀補(bǔ)值取20mm、28ram。</p><p>　　分別運(yùn)行上述程序，即可去除余量，完成盲孔加工。</p><p>　　1．4．2用刀補(bǔ)去余量應(yīng)注意的問(wèn)題</p><p>　　1)含內(nèi)圓弧輪廓時(shí)去余

73、量。要去除余量，在加工輪廓所用刀補(bǔ)值的基礎(chǔ)上，必須采用增加刀補(bǔ)值來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于外圓弧輪廓，最大值不受限制，對(duì)于內(nèi)圓弧輪廓，刀補(bǔ)值一般應(yīng)小于內(nèi)輪廓最小曲率半徑，否則可能會(huì)引起干涉等問(wèn)題，在本文1．4．1節(jié)中，如28mm刀補(bǔ)值改為32mm時(shí)，將產(chǎn)生干涉，因?yàn)榍邢蚯腥说膱A弧為R30mm內(nèi)圓弧，D01取32mm時(shí)，反向圓弧走刀引起干涉，值得注意的是，如果反向走刀不會(huì)引起干涉，刀補(bǔ)值也不受此限制，如圖2所示鈍角包圍的圓弧輪廓，可用加刀補(bǔ)值去除內(nèi)余量

74、。</p><p>　　圖1.6內(nèi)輪廓去除余量</p><p>　　鈍角內(nèi)圓弧輪廓去余量</p><p>　　2)銳角內(nèi)圓弧去余量。兩銳角邊用圓弧連接形成的內(nèi)輪廓如圖3所示，當(dāng)?shù)段稽c(diǎn)在安全區(qū)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，在警界線包圍區(qū)域，則產(chǎn)生過(guò)切，從圖3分析，最大刀補(bǔ)值可以大于圓弧最小曲率半徑，但如過(guò)大，則會(huì)引起過(guò)切，因此最大刀補(bǔ)值受到限制；如果是直角或鈍角，從刀具軌跡分析可

75、知，不會(huì)產(chǎn)生干涉過(guò)切現(xiàn)象，因此最大刀補(bǔ)值不會(huì)受到限制。</p><p>　　圖1.7銳角內(nèi)去除余量</p><p><b>　　銳角內(nèi)圓弧去余量</b></p><p>　　1．5用刀補(bǔ)控制尺寸精度</p><p>　　零件尺寸精度涉及到工藝、設(shè)備和刀具等多方面因素，因磨損、重磨或換新刀引起刀具直徑改變后，機(jī)床只要具有刀

76、補(bǔ)功能，就不必修整程序，只調(diào)整刀補(bǔ)值即可。要保證尺寸精度，在工藝上應(yīng)安排粗／精加工，并充分利用刀補(bǔ)功能，根據(jù)加工過(guò)程工件測(cè)量值來(lái)調(diào)整刀補(bǔ)值和工藝參數(shù)，以達(dá)到零件精度要求。以下說(shuō)明精度控制方法。</p><p>　　加工一個(gè)（79.92mm～79.98mm）×（79.92mm～79.98）×2mm方體零件，按照公稱尺寸編程如下：</p><p>　　O123(銑床加工程序

77、)</p><p>　　N10 G54 G40 G0 Z100(r32mm立銑刀)</p><p>　　N20 X-60 Y-60 M03 S1000</p><p><b>　　N30 Z2</b></p><p>　　N40 G0l Z-2 F50</p><p>　　N50 G4l Dl X

78、-40 F120</p><p><b>　　N60 Y40</b></p><p><b>　　N70 X40</b></p><p><b>　　N80 Y-40</b></p><p><b>　　N90 X-50</b></p>&l

79、t;p>　　N100 G0 Z100</p><p>　　Nl10 G40 Y200</p><p><b>　　N120 M30</b></p><p>　　上述程序采用順銑工藝，順銑讓刀，會(huì)少切，故可取小的精加工余量，如0．20mm，那么粗加工的刀補(bǔ)值為8.2mm，按此值加工，假如測(cè)得邊長(zhǎng)80．46mm，實(shí)際合格尺寸為79．92～79

80、．98mm。因?yàn)槭峭廨喞醋畲蟪叽缬?jì)算刀補(bǔ)，單邊實(shí)際余量為(80．46—79．98)／2=0.24mm，精加工應(yīng)取刀補(bǔ)值D=8.2—0．24=7．96mm，按7．96mm刀補(bǔ)進(jìn)行精加工，理論上得到79．98mm尺寸，實(shí)際上精加工時(shí)切削量少，順銑讓刀少，所以真實(shí)尺寸比理論尺寸小，因此根據(jù)刀具情況，精加工時(shí)可適當(dāng)加大刀補(bǔ)，如再次測(cè)量尺寸已很接近精度要求，可不調(diào)整刀補(bǔ)，用空走刀來(lái)處理。</p><p>　　第二章

81、刀具半徑補(bǔ)償功能在銑削加工中產(chǎn)生的問(wèn)題</p><p>　　2.1刀具半徑補(bǔ)償功能產(chǎn)生過(guò)切的幾種情況</p><p>　　1）有的程序在調(diào)用子程序之前，建立了刀補(bǔ)，在子程序結(jié)束處，沒(méi)取消刀補(bǔ)，緊接著第二次調(diào)用子程序，在第二圈加工完畢才取消刀補(bǔ)，結(jié)果一圈走下來(lái)，刀具在此處轉(zhuǎn)圈，出現(xiàn)過(guò)切。正確的編程方法是:銑完第一圈沿切線方向切出時(shí)，先取消刀補(bǔ)，下刀后，再建立刀補(bǔ)，調(diào)用子程序銑削第二圈。<

82、;/p><p>　　2）“在建立刀具半徑補(bǔ)償后，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)程序段無(wú)選擇補(bǔ)償坐標(biāo)平面的移動(dòng)指令，否則數(shù)控系統(tǒng)因無(wú)法正確計(jì)算程序中刀具軌跡交點(diǎn)坐標(biāo)，可能產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象”。盡管教科書(shū)上強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)，但是在具體運(yùn)用時(shí)，學(xué)生常常不得要領(lǐng)。例如為了利用子程序解決每次銑削0.6 mm深的問(wèn)題，有以下程序:</p><p>　　N 10 G 00 Z10</p><p>　　N20

83、 X 0 Y0</p><p>　　N30 M 0 3 S600</p><p>　　N40 G 42 GOI X34.853 Y-50 DO1 F200</p><p>　　N50 G 90 GOO ZO</p><p>　　N60 G9 1 GOI Z-0.6</p><p>　　N70 G90 G0I X 50

84、Y-34.853</p><p>　　由于建立刀具半徑補(bǔ)償后，連續(xù)兩個(gè)程序段(N50-N60)在平面軌跡上沒(méi)用到刀補(bǔ)，故仿真加工時(shí)顯示出錯(cuò)信息?？梢?jiàn)建立刀補(bǔ)后，要馬上在XY平面用上刀補(bǔ)進(jìn)行軌跡加工，防止隨后出現(xiàn)多個(gè)無(wú)軸運(yùn)動(dòng)的指令，如G90, G91, M03等。</p><p>　　另外，開(kāi)始切削加工前，在離開(kāi)工件的位置預(yù)先加上工刀具半徑補(bǔ)償(通常在XOY平面或與XOY平面平行的平面上)，

85、之后進(jìn)行Z軸方向的切入。為保證程序運(yùn)行后得到正確的工件輪廓而不產(chǎn)生過(guò)切，編程時(shí)必須注意加工程序的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　如圖所示，在XOY平面內(nèi)(或平行于XOY平面的平面內(nèi))使用刀具半徑補(bǔ)償功能(有Z軸移動(dòng))進(jìn)行輪廓切削，設(shè)起點(diǎn)在(0，0，100)處，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償從起點(diǎn)開(kāi)始時(shí)，由于接近工件及切削工件時(shí)要有Z軸移動(dòng)，按以下程序加時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象，并且系統(tǒng)不會(huì)報(bào)警停止。</p><p>

86、;　　圖2.1正確的補(bǔ)償軌跡 圖2.2存在過(guò)切現(xiàn)象的補(bǔ)償軌跡</p><p><b>　　刀具半徑補(bǔ)償軌跡</b></p><p><b>　　O 0001</b></p><p>　　N1 G90 G54 S1000 M03；</p><p>　　N2 G00

87、Z100；</p><p><b>　　N3 X0 Y0；</b></p><p>　　N4 G0l G41 X20 Y10 D01 F100；</p><p><b>　　N5 Z2；</b></p><p><b>　　N6 Z-10；</b></p><

88、;p><b>　　N7 Y50；</b></p><p><b>　　N8 X50；</b></p><p><b>　　N9 Y20；</b></p><p><b>　　N10 X10；</b></p><p>　　N11 G00 Z100；&l

89、t;/p><p>　　N12 G40 X0 Y0；</p><p><b>　　N13 M05；</b></p><p><b>　　N14 M30；</b></p><p>　　根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償功能編程規(guī)則，在XOY平面內(nèi)(或平行于XOY平面的平面內(nèi))建立刀具半徑補(bǔ)償后，不能連續(xù)出現(xiàn)兩段z軸的移動(dòng)指令

90、，否則會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償位置不正確。當(dāng)半徑補(bǔ)償從N4程序段開(kāi)始建立的時(shí)候，數(shù)控系統(tǒng)只能預(yù)讀其后的兩個(gè)程序段，而N5、N6兩段程序段都是z軸移動(dòng)指令，沒(méi)有XOY平面內(nèi)的坐標(biāo)移動(dòng)，系統(tǒng)無(wú)法判斷下一步補(bǔ)償?shù)氖噶糠较?，這時(shí)系統(tǒng)并不報(bào)警，補(bǔ)償照樣進(jìn)行，但是N4程序段執(zhí)行后刀心軌跡目標(biāo)點(diǎn)發(fā)生了變化，不再是圖中的P點(diǎn)，而是如圖所示的P1點(diǎn)，這樣就產(chǎn)生了過(guò)切(圖中陰影部分)。</p><p>　　為避免這種過(guò)切，可以在建立半徑補(bǔ)償之前，

91、選擇一個(gè)不會(huì)發(fā)生干涉的安全位置，使z軸以快速運(yùn)動(dòng)接近工件后，再以進(jìn)給速度進(jìn)給到切削深度。將上述程序改為：</p><p>　　N1 G90 G54 S1000 M03；</p><p>　　N2 G00 Z100；</p><p><b>　　N3 X0 Y0；</b></p><p><b>　　N4 Z5；

92、</b></p><p>　　N5 G01 Z-10 F100；</p><p>　　N6 G41 X20 Y10 D01：</p><p><b>　　N7 Y50；</b></p><p><b>　　N8 X50；</b></p><p><b>

93、　　N9 Y20；</b></p><p><b>　　N10 X10；</b></p><p><b>　　N11 Z100；</b></p><p>　　N12 G40 X0 Y0 M05；</p><p><b>　　N13 M30。</b></p>

94、;<p>　　采用這個(gè)程序段進(jìn)行加工，就可以避免過(guò)切的產(chǎn)生。</p><p>　　3）建立刀補(bǔ)后，在XY平面上用刀補(bǔ)加工軌跡，如果加工表面既有直線又有曲線，應(yīng)該先加工直線，再加工曲線，否則容易出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。</p><p>　　4）利用刀補(bǔ)使用的例子：加工R184mm的外圓，編程時(shí)，用R20mm的立銑刀，按中心軌跡編程，且編成了加工R180mm的圓，加工時(shí)使用的是@12的立銑

95、刀，在這么多變數(shù)的情況下欲加工出R184mm的外圓，只要用G42建立刀補(bǔ)，刀具半徑輸人R2((D92～D90,R5～R6各1mm)給予補(bǔ)償，就不必修改程序了。</p><p>　　5）使用刀補(bǔ)時(shí)，在每一程序段中刀具移動(dòng)到的終點(diǎn)位置，不僅與終點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)，而且與下一段刀具運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)，應(yīng)避免夾角過(guò)小或過(guò)大的運(yùn)動(dòng)軌跡，否則有可能過(guò)切或欠切。</p><p><b>　　如下段程序:&

96、lt;/b></p><p>　　N1 0 G 00 Z5</p><p>　　N2 0 G00 X0 Y0</p><p>　　N3 0 M 03 S600</p><p>　　N4 0 G42 G00 X50 Y-7 D01</p><p>　　N5 0 G01 Z-2 F200</p><

97、;p>　　N6 0 G01 X28</p><p>　　執(zhí)行程序后，刀具的走刀軌跡如圖，</p><p><b>　　圖2.3軌跡錯(cuò)誤</b></p><p>　　其中虛線部位被切掉，出現(xiàn)了過(guò)切現(xiàn)象。究其原因是刀具由(X0, YO)向(X50, Y-7)移動(dòng)的過(guò)程中，使用G42建立了右刀補(bǔ)，使刀具中心偏移一個(gè)半徑，移至圖a右側(cè)的位置，接下

98、來(lái)執(zhí)行N60 G01 X28，由</p><p>　　于前后兩句指令刀具的進(jìn)給方向相反，所以出現(xiàn)了以上結(jié)果。</p><p><b>　　將程序改為:</b></p><p>　　N1 0 G 00 Z5</p><p>　　N2 0 G 00 X0 Y0</p><p>　　N3 0 M 03

99、S600</p><p>　　N3 5 G 00 X60 YO</p><p>　　N4 0 G42 G00 X50 Y-7 D01</p><p>　　N5 0 G 01 Z-2 F200</p><p>　　N6 0 G01 X28</p><p><b>　　圖2.4軌跡正確</b><

100、/p><p>　　修改程序 ，把建立刀補(bǔ)與接下來(lái)使用刀補(bǔ)切削輪廓的進(jìn)給方向保持一致，過(guò)切問(wèn)題得以解決。見(jiàn)圖2.4.</p><p>　　2.2刀具半徑補(bǔ)償功能指令的使用</p><p>　　刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能為數(shù)控加工提供了很大方便，但在應(yīng)用刀具補(bǔ)償指令時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：</p><p>　　(1)執(zhí)行G41、G42指令時(shí)的第一條移動(dòng)指令和用

101、C,40指令撤消G41、G42指令時(shí)的移動(dòng)指令只能用901或COO指令，而不能用G02或G03指令，且在這兩個(gè)程序段中，刀具不應(yīng)接觸到工件，以免產(chǎn)生過(guò)切或欠切現(xiàn)象。</p><p>　　(2)改變補(bǔ)償值必須在G40執(zhí)行后重新建立新的刀具補(bǔ)償值。如需改變刀具半徑補(bǔ)償號(hào)，則要在當(dāng)前刀具補(bǔ)償值取消之后才能改變；如果不在G40取消當(dāng)前的補(bǔ)償號(hào)之后來(lái)改變，則當(dāng)前程序段的目的點(diǎn)的補(bǔ)償量將按照新的給定值，而當(dāng)前程序段開(kāi)始點(diǎn)補(bǔ)償

102、量則不變，從而可能導(dǎo)致欠切過(guò)切現(xiàn)象。</p><p>　　(3)數(shù)控加工中，從刀具使用壽命、加工精度、表面粗糙度角度來(lái)考慮，一般采用順銑；通常規(guī)定外輪廓采用順時(shí)針走刀路線，內(nèi)輪廓采用逆時(shí)針走刀路線，這樣G41使用較多。值得注意的是，當(dāng)NC執(zhí)行到帶有C,41(G42)和D指令程序段時(shí)，只能同時(shí)預(yù)讀其后兩個(gè)程序段，這兩個(gè)程序段在指定平面坐標(biāo)軸移動(dòng)的走向決定補(bǔ)償?shù)姆较?，如果有連續(xù)兩段或兩段以上沒(méi)有指定平面(如XY平面)

103、內(nèi)的坐標(biāo)移動(dòng)指令，NC將無(wú)法判斷下一步補(bǔ)償矢量的方向而出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。</p><p>　　(4)刀具的半徑應(yīng)小于最小凹弧半徑(不管是外輪廓還是內(nèi)輪輪廓)，否則機(jī)床將報(bào)警。</p><p>　　(5)為了保證切削輪廓的完整性、平滑性，內(nèi)、外輪廓的走刀方式一般采用圓弧切入、切出輪廓的方式。圓弧切入之前，用G41或C,42指令，G00／GO1走直線，進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償；圓弧切出之后，用G40指令，

104、G00／G01走直線，取消刀具半徑補(bǔ)償，其中過(guò)渡圓弧半徑應(yīng)大于刀具半徑。</p><p><b>　　第三章 刀具材料</b></p><p>　　在金屬切削過(guò)程中，刀具直接承擔(dān)切除工件余量和形成已加工便面的任務(wù)。各類刀具一般都由夾持部分和切削部分組成。夾持部分的材料一本多用中碳鋼，而且學(xué)部分的材料根據(jù)不同的加工條件合理選擇。通常所說(shuō)的刀具材料，一般只切屑部分的材料

105、。刀具材料的切削性能對(duì)生產(chǎn)效率、已加工表面質(zhì)量、刀具壽命和加工成本影響較大，因此，應(yīng)當(dāng)重視刀具材料的正確選用和合理使用。</p><p>　　本章主要介紹各種常用刀具材料的性能及其如何合理選用。</p><p>　　3.1 刀具材料應(yīng)具備的性能</p><p>　　在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切削、工件相互接觸，承受很大的壓力和劇烈的摩擦。刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)

106、，還承受切削力、沖擊和震動(dòng)，工作條件十分惡劣，因此，刀具材料必須滿足以下基本要求。</p><p>　　1.高的硬度和耐磨性</p><p>　　這是指刀具材料抵抗機(jī)械摩擦和磨損 的能力。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。一般刀具材料的硬度越高，耐磨性也就越好。</p><p>　　2.足夠的強(qiáng)度和韌性</p><p>　　這是指刀具在承

107、受較大載荷和機(jī)械沖擊時(shí)不致破損的能力。切削時(shí)，刀具切削部分要承受很大的切削力、沖擊和震動(dòng)，為避免崩刃和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。</p><p><b>　　3.高的耐熱性</b></p><p>　　這是指刀具熱穩(wěn)定性的能力。耐熱性也稱熱硬性，即刀具材料在高溫下保持高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。它是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)。材料的熱硬性越好，

108、允許的切削速度也就越高。</p><p><b>　　4.良好的物理性能</b></p><p>　　物理性能是指材料的密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性等。良好的物理性能是提高加工精度的需要。其中刀具材料的導(dǎo)熱性能越好，由刀具傳出的熱量越多，越有利于降低切削溫度，提高刀具壽命。</p><p><b>　　5.穩(wěn)定的化學(xué)性能</b&

109、gt;</p><p>　　這是提高刀具抗化學(xué)磨損的需要。刀具材料的化學(xué)性能穩(wěn)定，在高溫高壓下，才能保持良好的抗擴(kuò)散、抗氧化的能力。刀具材料與工件材料的親和力小，則刀具材料的抗粘接性能好，粘結(jié)磨損小。</p><p><b>　　6.良好的工藝性</b></p><p>　　為了便于刀具制造，要求刀具材料具備良好的工藝性能。工藝性能主要包括刀具

110、材料的熱處理性能、磨損加工性能、鍛造性能及高溫塑性變形性能等。工藝性能差的材料不宜制造刀具</p><p><b>　　7.經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　刀具材料的發(fā)展應(yīng)結(jié)合本國(guó)資源，盡可能滿足資源豐富、價(jià)格低廉的要求。經(jīng)濟(jì)性是評(píng)價(jià)刀具材料的重要指標(biāo)之一，也是正確選用刀具材料、降低產(chǎn)品成本的主要依據(jù)之一。</p><p>　　刀具材料種類

111、很多，但目前還沒(méi)有找到一種能完全滿足上述性能要求的刀具材料。硬度、耐磨性高的材料，其強(qiáng)度、沖擊韌性往往較差，反之亦然。所以一種好的刀具材料應(yīng)根據(jù)它的工藝需要保證主要需求的性能。</p><p>　　3.2刀具材料的種類及其選擇</p><p>　　1.常用刀具材料的種類</p><p>　　（1） 工具鋼 包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。</p>

112、<p>　　碳素工具鋼是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.65%～1.35%的優(yōu)質(zhì)高碳鋼，常用牌號(hào)有T10A，T12A等。碳素工具鋼一般只能在小于10m/min的切削速度下工作。合金工具鋼是在碳素工具鋼中加入一定量的合金元素（鎢、鉻、錳、硅等）組成的工具鋼。常用的合金工具鋼有9SiCr，CrWMn等。其切削速度可比碳素工具鋼高20%左右。由于碳素工具鋼和合金工具鋼的切削性能較差，現(xiàn)在作為刀具材料的使用量多較少，僅用于手工鋸條、銼刀和絲錐、板

113、牙等手工工具或低速刀具。本節(jié)奏點(diǎn)介紹應(yīng)用較多的高速鋼。</p><p>　?。?） 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是現(xiàn)在應(yīng)用最多的刀具材料。有鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金和鎢鈦（鉭）鈮類硬質(zhì)合金等。</p><p>　?。?）超硬刀具材料 包括陶瓷、金剛石及立方碳化硼等。</p><p>　　2.高速鋼及工件材料的切削量</p><p>　　高速

114、鋼是含有較多的鎢、鉬、鉻、釩的高合金工具鋼。它允許的切削速度比碳素工具鋼及合金工具鋼高1～3倍，故稱為高速鋼。由于小型高速鋼刀具在空氣中冷卻就能淬硬，且刃磨時(shí)能獲得鋒利的刃口，故高速鋼又有“風(fēng)剛”、“鋒剛”之稱。磨損后因其刃口顏色呈白色，又稱“白剛”。</p><p>　　高速鋼具有較高的熱穩(wěn)定性，在切削溫度高達(dá)500～650℃時(shí)，還能進(jìn)行切削，是綜合性能好哦、應(yīng)用廣泛的一種刀具材料。其強(qiáng)度和韌性是先有刀具材料中

115、的最高的（抗彎強(qiáng)度為一般硬質(zhì)合金的2～3倍，為陶瓷的5～6倍，韌性是硬質(zhì)合金的9～10倍），具有一定的硬度（62～66HRC）和耐磨性，適合于各類切削刀具的要求，可以加工從非鐵金屬到該文合金的各種材料。</p><p>　　高速鋼按性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼你。按制造工藝可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。</p><p><b>　?。?）普通高速鋼</b>&

116、lt;/p><p>　　這類高速鋼刀具的切削速度一般不太高，切削普通剛料時(shí)一般不高于40～60m/min。普通高速鋼可分為鎢系和鎢鉬系兩類。</p><p>　　1） 鎢系高速鋼，常見(jiàn)的牌號(hào)是W18Cr4V，簡(jiǎn)稱W18。它具有較好的綜合性能，可制造各種復(fù)雜刀具。W18的優(yōu)點(diǎn)是淬火時(shí)過(guò)熱傾向小，熱處理控制較容易，刃磨工藝性好。缺點(diǎn)是碳化物分布不均勻，強(qiáng)度和韌性顯得不夠，不宜做大界面的刀具，熱塑性

117、也較差。</p><p>　　2） 鎢鉬系高速鋼，常見(jiàn)的牌號(hào)是W6Mo5Cr4V2，簡(jiǎn)稱M2。它具有較好的綜合性能。這種刀具材料的主要缺點(diǎn)是熱處理容易脫碳，淬火溫度范圍窄，熱處理工藝較難掌握。</p><p>　　3）我國(guó)自行研制的另一種鎢鉬鋼是W9Mo3Cr4V，簡(jiǎn)稱W9.它具有良好的力學(xué)性能，其熱穩(wěn)定性略高于M2鋼。具有良好的熱塑性，易鍛、易扎，熱處理溫度范圍寬，脫碳傾向比M2鋼小得多

118、（略高于W18鋼），磨削加工性也很好，刀具壽命也有一定程度的提高。</p><p><b>　?。?）高性能高速鋼</b></p><p>　　高性能高速鋼是指在普通高速鋼中增加碳、釩，添加鈷或鋁等合金元素，進(jìn)一步提高耐磨性和耐熱性的新型高速鋼。其常溫硬度可達(dá)67～70HRC，切削性能優(yōu)于普通高速鋼，壽命是普通高速鋼的1.5～3倍，主要用來(lái)加工不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度鋼