补偿在数控加工中的合理应用
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数控加工的补偿方法在20世纪六七十年代的数控加工中没有补偿的概念,所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程,这样容易产生错误。
补偿的概念出现以后,大大地提高了编程的工作效率。
在数控加工中有刀具半径补偿、刀具长度补偿和夹具补偿。
这三种补偿方法基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。
1、刀具半径补偿在数控机床进行轮廓加工时,由于刀具有一定的半径(如铣刀半径),因此在加工时,刀具中心的运动轨迹必须偏离实际零件轮廓一个刀具半径值,否则实际需要的尺寸将与加工出的零件尺寸相差一个刀具半径值或一个刀具直径值。
此外,在零件加工时,有时还需要考虑加工余量和刀具磨损等因素的影响。
有了刀具半径补偿后,在编程时就可以不过多考虑刀具直径的大小了。
刀具半径补偿一般只用于铣刀类刀具,当铣刀在内轮廓加工时,刀具中心向零件内偏离一个刀具半径值;在外轮廓加工时,刀具中心向零件外偏离一个刀具半径值。
当数控机床具备刀具半径补偿功能时,数控编程只需按工件轮廓进行,然后再加上刀具半径补偿值,此值可以在机床上设定。
程序中通常使用G41/G42指令来执行,其中G41为刀具半径左补偿,G42为刀具半径右补偿。
根据ISO标准,沿刀具前进方向看去,当刀具中心轨迹位于零件轮廓右边时,称为刀具半径右补偿;反之,称为刀具半径左补偿。
在使用G41、G42进行半径补偿时,应采取如下步骤:设置刀具半径补偿值;让刀具移动来使补偿有效(此时不能切削工件);正确地取消半径补偿(此时也不能切削工件)。
当然要注意的是,在切削完成且刀具补偿结束时,一定要用G40使补偿无效。
G40的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题,一定要等刀具完全切削完毕并安全地退出工件后,才能执行G40命令来取消补偿。
2、刀具长度补偿根据加工情况,有时不仅需要对刀具半径进行补偿,还要对刀具长度进行补偿。
程序员在编程的时候,首先要指定零件的编程中心,才能建立工件编程的坐标系,而此坐标系只是一个工件坐标系,零点一般在工件上。
毕业论文题目:数控加工中刀具补偿的应用系部:机电工程系专业:数控技术班级:08数控(2)班学生:罗贤强学号:08313244指导老师:刘晓秋老师职称:江西理工大学南昌校区毕业设计(论文)任务书机电工程系系部数控专业2008级(2011届)数控(2)班学生罗贤强题目:数控加工中刀具补偿的应用专题题目(若无专题则不填):原始依据(包括设计(论文)的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等):工作基础:在20世纪60年代的数控加工中还没有出现补偿的概念,所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程,这样不仅很容易产生错误,而且生产效率低下。
当刀具补偿概念出现并应用到数控系统中后,编程人员就可以直接按照轮廓尺寸进行程序编制。
在建立、执行刀补后,由数控系统自动计算,自动调整刀位点到刀具的运动轨迹。
当刀具磨损或更换后,加工程序不变,只须更改程序中刀具补偿的数值。
因此刀具补偿的应用不仅提高了生产效率,还大大降低了技术人员的劳动强度。
研究条件:利用网络资源,参考相关文献,并在老师的提示和指导下熟悉并掌握刀具补偿的基本应用和相关注意事项。
应用环境:刀具补偿广泛用于数控车床、数控铣床、加工中心等淑红设备中。
提高了数控加工的精度。
工作目的:深入了解刀具补偿的概念以及分类,着重掌握数控车床车削加工中的刀具半径补偿的问题和车床的对刀问题。
并通过本论文提高自己在刀具补偿方面的理论水平。
主要内容和要求:(包括设计(研究)内容、主要指标与技术参数,并根据课题性质对学生提出具体要求):研究内容:1数控车床加工的对象:数控车床是目前使用比较广泛的数控机床,主要用干轴类和盘类回转体工件的加工,能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工,并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工,适合复杂形状工件的加工。
与常规车床相比,数控车床还适合加工如下工件。
( 1 ) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件,( 2 ) 精度要求高的零件。
数控加工中常用的三种补偿方法,你知道怎么用吗?在数控加工中有3种补偿:这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。
下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。
一、刀具长度补偿:1.刀具长度的概念刀具长度是一个很重要的概念。
我们在对一个零件编程的时候,首先要指定零件的编程中心,然后才能建立工件编程坐标系,而此坐标系只是一个工件坐标系,零点一般在工件上。
长度补偿只是和Z坐标有关,它不象X、Y平面内的编程零点,因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变,对于Z坐标的零点就不一样了。
每一把刀的长度都是不同的,例如,我们要钻一个深为50mm的孔,然后攻丝深为45mm,分别用一把长为250mm的钻头和一把长为350mm 的丝锥。
先用钻头钻孔深50mm,此时机床已经设定工件零点,当换上丝锥攻丝时,如果两把刀都从设定零点开始加工,丝锥因为比钻头长而攻丝过长,损坏刀具和工件。
此时如果设定刀具补偿,把丝锥和钻头的长度进行补偿,此时机床零点设定之后,即使丝锥和钻头长度不同,因补偿的存在,在调用丝锥工作时,零点Z坐标已经自动向Z+(或Z)补偿了丝锥的长度,保证了加工零点的正确。
2.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43(G44)和H指令来实现的,同时我们给出一个Z坐标值,这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。
另外一个指令G49是取消G43(G44)指令的,其实我们不必使用这个指令,因为每把刀具都有自己的长度补偿,当换刀时,利用G43(G44)H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。
3.刀具长度补偿的两种方式1)用刀具的实际长度作为刀长的补偿(推荐使用这种方式)。
使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度,然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中,作为刀长补偿。
使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下:首先,使用刀具长度作为刀长补偿,可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。
数控加工中刀尖半径补偿的应用作者:伊洪彬来源:《职业·中旬》2009年第06期编制加工程序时,一般将刀尖看做一个点,然而在实际车削加工中,所使用的车刀无论刀尖如何锐利都不可能是绝对尖的,都存在一定的圆角。
这个圆角一方面可以提高刀尖的强度,另一方面可以改善工件加工的表面粗糙度。
由于刀尖圆角的存在,X向、Z向(图1)对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。
当加工锥面或圆弧面时,实际切削点与理想刀尖点之间在X、Z轴方向都存在位置误差。
理想刀尖点P编程的进给轨迹为实线P1~P9,圆弧刀尖实际切削轨迹为图1中虚线所示,有少切或过切现象,造成加工误差。
在切削圆锥面时,刀尖实际切削点也始终是一个点,但这个切削点和理想刀尖点不是同一个点,因此切削圆锥面时,刀尖圆弧半径会使被加工表面产生等量的误差,影响圆锥面的尺寸精度。
在切削圆弧面时,刀尖实际切削点是一个变化的点,它会使被加工表面的圆弧半径发生变化,并且影响圆弧面的轴向尺寸精度。
因此,必须通过数控车床的刀尖半径补偿功能来补偿刀尖圆角带来的加工误差。
一、刀尖半径补偿指令1.刀尖方位假想车刀刀尖P相对圆弧中心的方位与刀具移动方向有关,它直接影响圆弧车刀补偿计算结果。
图2是圆弧车刀假想刀尖方位及代码。
从图2可以看出,刀尖P的方位有八种,分别用数字代码1~8表示,同时规定,刀尖取圆弧中心位置时,代码为0或9,可以理解为没有圆弧补偿。
2.刀尖半径自动补偿目前,绝大多数数控机床都具有刀具半径自动补偿功能,根据刀具运动方向以及刀具与工件的相对位置,半径补偿指令可分为刀具半径左补偿指令G41和刀具半径右补偿指令G42。
判断方法是沿着刀具前进的方向看,刀具位于工件的左侧,补偿指令为G41,刀具位于工件的右侧,补偿指令为G42,取消刀具半径补偿指令为G40。
二、刀尖半径补偿在加工中的应用在切削外圆及端面时,刀尖圆弧几乎不影响加工尺寸和形状,但在切削锥面和圆弧时,则会导致刀具的行走轨迹与编程轨迹不相吻合。