第一篇：加工中心上的鏜孔加工的刀具技術(shù)

加工中心上的鏜孔加工的刀具技術(shù)

鏜孔加工是指將工件上原有的孔進(jìn)行擴(kuò)大，并達(dá)到所需的要求。通過高效率的粗鏜(一般采用雙刃鏜刀)，快速切削金屬達(dá)到要求的尺寸；通過精鏜，修正下孔的偏心、獲得精確位置和形狀精度以及表面光潔度，精鏜往往作為一種高精度加工法被使用在最后的工序上。

例如，各種機(jī)器的軸承孔以及各種發(fā)動機(jī)的箱體、箱蓋的加工等。

和其它機(jī)械加工相比，鏜孔加工是屬一種較難的加工。精鏜一般靠調(diào)節(jié)其微調(diào)裝置要加工出H7、H6這樣的微米級的孔。隨著加工中心的普及，現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進(jìn)行編程、按扭操作等。因此，就需要有更簡單、更方便、更精密的刀具來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、加工中心的鏜孔加工的特點(diǎn)

1、工具轉(zhuǎn)動 和車床加工不同，加工中心加工時由于工具轉(zhuǎn)動，便不可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等。也不可能象數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全自動化加工的一個很大的障礙。也正因?yàn)榧庸ぶ行牟痪哂凶詣蛹庸ぶ睆秸{(diào)節(jié)機(jī)能(附有U軸機(jī)能的除外)，就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動補(bǔ)償機(jī)能，特別是在精鏜時根據(jù)公差要求有時必須在微米級調(diào)節(jié)。

另外，加工中心鏜孔時由于切屑的流出方向在不斷地改變，所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時難的多。特別是用臥式加工中心進(jìn)行鋼的盲孔粗鏜加工時，尤為困難。

2、顫振 鏜孔加工時最常出現(xiàn)的、也是最令人頭疼問題是顫振。在加工中心上發(fā)生顫振的原因主要有以下幾點(diǎn) ①工具系統(tǒng)的剛性 包括刀柄、鏜桿、鏜頭以及中間連接部分的剛性。因?yàn)槭菓冶奂庸ぃ貏e是小孔、深孔及硬質(zhì)工件的加工時，工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。②工具系統(tǒng)的動平衡 相對于工具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸心，工具自身如有一不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)動時因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致顫振的發(fā)生。特別是在高速加工時工具的動平衡性所產(chǎn)生影響很大。③工件自身或工件的固定剛性 象一些較小、較薄的部件由于其自身的剛性不足，或由于工件形狀等原因無法使用合理的治具進(jìn)行充分的固定。④刀片的刀尖形狀 刀片的形狀、前角、主偏角、刀尖半徑、斷屑槽形狀等均會導(dǎo)致切削抗力也不同。⑤切削參數(shù)的選擇 包括切削速度、進(jìn)給、進(jìn)刀量以及冷卻方式等。⑥機(jī)器的主軸系統(tǒng)等。機(jī)器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性。3.鏜刀的選擇基準(zhǔn) 根據(jù)加工內(nèi)容的不同鏜刀的選擇基準(zhǔn)也不一樣，一般來說，應(yīng)注意系統(tǒng)本身的剛性、動平衡性、柔性、信賴性、操作方便性及壽命和成本。

3-1.整體式鏜刀與模塊式鏜刀 以前整體式鏜刀主要用在批量產(chǎn)品的生產(chǎn)線或?qū)Ｓ脵C(jī)上，但實(shí)際上機(jī)器的規(guī)格有多種多樣:BT、JT、ST、CT、MT等。即使規(guī)格一樣，大小也有不同。如BT有15、30、40、45、50、60等。即使規(guī)格、大小都一樣，有可能拉釘形狀、螺紋不一樣，或者法蘭面形狀不一樣。這些都使得整體式鏜刀在應(yīng)用上遇到很大的困難。特別是近些年來，市場結(jié)構(gòu)、需要日新月異，產(chǎn)品周期日益縮短，這就要求加工機(jī)械以及加工工具具有更充分的柔性。所以整體式鏜刀大多數(shù)已從工廠中消失。模塊式鏜刀即是將鏜刀分為：主柄、中間模塊(等徑、變徑)、鏜刀座、鏜頭、刀片等多個部分，然后根據(jù)具體的加工內(nèi)容(粗鏜、精鏜；孔的直徑、深度、形狀；工件材料等等)進(jìn)行自由組合。這樣不但大大地減少了刀柄數(shù)量，降低了成本，可迅速應(yīng)對各種加工要求，同時由于存在高精度連接面，起到了減振作用，這樣就大大提高了鏜刀的剛性。如今世界機(jī)械加工行業(yè)中80%以上都是使用的模塊式鏜刀。成都千木數(shù)控刀具有限公司是國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)鏜刀的公司，全部采用國家標(biāo)準(zhǔn)TMG21接口(ABS接口)，使得鏜刀具有極大的通用性、高連接精度和高連接剛性。精加工的鏜刀頭采用BIG和山特維克的精密微調(diào)單元，不僅保證了客戶加工精度，同時大大降低了客戶的采購成本。（文章整理：臥式加工中心 www.tmdps.cn）

比較項(xiàng)目 鏜刀的剛性 鏜刀的精度 對孔深的適應(yīng)性 對孔形狀的適應(yīng)性 機(jī)床間的通用性 工件材料的對應(yīng)性 刀尖形狀的對應(yīng)性 工具的復(fù)合化 初期成本 綜合成本 整體式 模塊式 △ ○ ○ ○ × ○ × ○ × ○ × ○ × ○ × ○ ○ △ △

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第二篇：淺談數(shù)控加工中刀具的選擇——論文

淺談數(shù)控加工中刀具的選擇

重慶市綦江職教中心

摘要：近年來，快速發(fā)展的數(shù)控機(jī)加工工藝技術(shù)促進(jìn)了數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的研發(fā)。世界各大廠商生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床用刀具種類、規(guī)格繁多，數(shù)量龐大，往往令人眼花繚亂，不得要領(lǐng)。現(xiàn)將有關(guān)數(shù)控刀具科普性知識和近幾年來數(shù)控刀具材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等領(lǐng)域就其精要，在此簡要分述，以便利用先進(jìn)刀具技術(shù)為加工服務(wù)。

關(guān)鍵字：數(shù)控刀具的分類、數(shù)控刀具的特點(diǎn)、數(shù)控刀具的選擇、近年來，快速發(fā)展的數(shù)控機(jī)加工工藝技術(shù)促進(jìn)了數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的研發(fā)。世界各大廠商生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床用刀具種類、規(guī)格繁多，數(shù)量龐大，往往令人眼花繚亂，不得要領(lǐng)。現(xiàn)將有關(guān)數(shù)控刀具科普性知識和近幾年來數(shù)控刀具材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等領(lǐng)域就其精要，在此簡要分述，以便利用先進(jìn)刀具技術(shù)為數(shù)控加工服務(wù)。

一、數(shù)控刀具的分類

數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時間，提高生產(chǎn)加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。

1、從結(jié)構(gòu)上可分為 1.1整體式。

1.2鑲嵌式可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位。1.2減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具。

2、從制造所采用的材料上分

2.1高速鋼刀具 高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。

2.2硬質(zhì)合金刀具 硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。

硬質(zhì)合金刀片按國際標(biāo)準(zhǔn)分為三大類：P類，M類，K類。P類——適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國的YT類）。

M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國的YW類）。M-S類——適于加工耐熱合金和鈦合金。

K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國的YG類）。K-N類——適于加工鋁、非鐵合金。K-H類——適于加工淬硬材料。2.3金剛石刀具

金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、高強(qiáng)度、難加工及有色金屬切削加工行業(yè)中。

3、從切削工序上可分為

車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。

數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。

二、數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)

數(shù)控刀具與普通機(jī)床上用的刀具實(shí)際沒有多大區(qū)別，為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比，數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求，它們需具有以下特點(diǎn)：

1、刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。

目前生產(chǎn)上通常用刀具耐用度來評定刀具的好壞。刀具耐用度愈大，表示刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件，由于使用的刀具材料及工件材質(zhì)不可能完全相同，再加上刃磨質(zhì)量等一些不能完全嚴(yán)格控制的因素，所以即使在相同條件下，刀具耐用度仍隨機(jī)變動。因此在數(shù)控上，除應(yīng)給出刀具耐用度的平均值指標(biāo)外，還應(yīng)給出刀具的可靠指標(biāo)Tp。它已成為選擇刀具的關(guān)鍵性指標(biāo)。通常是規(guī)定可靠度P≥0.9，即9％時刀具切削時間為T0.9。研究表明，當(dāng)耐用度的隨機(jī)變量接近于正態(tài)分布時，如以耐用度的平均值T作為標(biāo)準(zhǔn)，刀具的可靠性只有50％。

2、刀具或刀片便于切削控制

刀具必須能可靠地斷屑或卷屑即切削控制。數(shù)控機(jī)床上每一工位設(shè)備上。裝置著許多刀具，切削量大，切屑多，因此，在切削塑性金屬時，必須控制切屑不纏繞在刀具，工件及工藝裝備上，控制切屑不飛濺，保證操作者安全，不影響切削液噴注，不影響零件的定位和輸送，不劃傷已加工表面，使切屑易于清理，為此，采用卷屑槽或斷屑塊的刀具，或用間隙切削或振動切削措施提高斷屑效果。

3、刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。

刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。

4、刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化

刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化，使刀具應(yīng)能快速或自動更換，并需有控制和調(diào)整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動補(bǔ)償裝置，以減少換刀調(diào)整的停機(jī)時間。

三、數(shù)控刀具的選擇

刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。

由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：

1、根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。

綜合考慮金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

2、根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。

即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。

3、根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。

在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。

4、根據(jù)工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選擇刀具。

正前角刀片：對于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)前角刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片；仿形加工常用55 °、35 °菱形和圓形刀片；在考慮到刀具能承受的切削用量前提下綜合機(jī)床剛性、功率等條件，加工大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。

合理科學(xué)的選擇數(shù)控刀具對數(shù)控加工生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和加工成本影響極大，因此應(yīng)高度重視數(shù)控刀具的正確選擇和合理使用，讓其更好的為數(shù)控加工服務(wù)，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)。

第三篇：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，并且對數(shù)控車床不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時的刀具補(bǔ)償計算方法進(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，刀架在換刀時前一刀具刀尖位置和新?lián)Q的刀具位置之間會產(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偏移一個刀尖圓弧半徑值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，不用計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，刀具會自動偏移一個刀具半徑值；當(dāng)?shù)毒吣p，刀尖半徑變小；刀具更換，刀尖半徑變大時，只需更改輸入刀具半徑的補(bǔ)償值，不需修改程序。補(bǔ)償值可通過手動輸入方式，從控制面板輸入，數(shù)控系統(tǒng)自動計算出刀具半徑中心運(yùn)動軌跡。

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，我們在編程時可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補(bǔ)償對所有的刀具都適用，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，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則只需刀具長度補(bǔ)償。因?yàn)榈毒甙霃窖a(bǔ)償是一個比較難以理解和使用的一個指令，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)備編一個用銑刀加工一個工件的外形的程序時，首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑進(jìn)行細(xì)致的計算坐標(biāo)值來明確刀具中心所走的路線。此時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算刀具中心所走的路線的坐標(biāo)值。這對于一個簡單的工件問題不太大，對于外形復(fù)雜的模具來說重新計算簡直是太困難了。一個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，接下來又要計算精加工的刀具中心坐標(biāo)值，工作量就更大了。此時，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，應(yīng)特別注意使補(bǔ)償有效的刀具移動方向與坐標(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，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，則不會出現(xiàn)A-B斜面。因此，在使用G41、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時應(yīng)采取以下步驟：☆設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值;☆讓刀具移動來使補(bǔ)償有效(此時不能切削工件);☆正確地取消半徑補(bǔ)償(此時也不能切削工件)。記住，在切削完成而刀具補(bǔ)償結(jié)束時，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。)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(寄存器號)對應(yīng)的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出，對刀具中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償計算，生成實(shí)際的刀具中心運(yùn)動軌跡。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：用非零的D## 代碼選擇；

對于車削數(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)(一般是通過對刀儀測量出來的)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，可能會造成切削加工不足(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，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)值自動修正刀具的安裝誤差(執(zhí)行刀位補(bǔ)償)，車床還自動計算刀尖圓弧半徑補(bǔ)償量，把刀尖移動到正確的位置上。(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，車刀軌跡按理論刀尖軌跡運(yùn)動。(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，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，無表面形狀誤差。可看出當(dāng)編人G42指令，到達(dá)戶：點(diǎn)時，車刀多走一個刀尖半徑距離。

(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，否則報警。

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

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（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，是否對刀共進(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 G42：刀尖半徑右補(bǔ)償，錯進(jìn)給方向．刀尖位置在編程軌跡右邊時。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，因此對刀時使該點(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，按哪點(diǎn)編程，則該點(diǎn)按編程軌跡運(yùn)動，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)償功能時須定義上述參數(shù)，其中刀尖位置方向號從0至9有10個方向號。當(dāng)按假想刀尖A點(diǎn)編程時，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種刀尖位置方向號可供選擇，并依次設(shè)為1一8號：當(dāng)按刀尖圓弧中心O點(diǎn)編程時，刀尖位置方向則設(shè)定為O或9 號。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指令時完成的，當(dāng)前面沒有G41或G42 指今時，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，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，如要轉(zhuǎn)換為G42、G41或結(jié)束半徑補(bǔ)償時應(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，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，沒有移動的程序段（M 指令、延時指令等），不能在連續(xù)2 個以上的程序段中指定，否則會過切或欠切。

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

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

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，共中對應(yīng)梅個刀其補(bǔ)償號，都有一組刀補(bǔ)值：刀尖圓弧半徑R 和刀尖位置號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)償值存儲單元編號有兩個作用，一個作用是選擇刀具號對應(yīng)的補(bǔ)償值，并執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償功能；另一個作用是當(dāng)存儲單元編號00時可以取消位置補(bǔ)償，例如T0100，表示消去+號刀具當(dāng)前的補(bǔ)償值。圖2表示位置補(bǔ)償?shù)淖饔茫瑘D2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得這兩個中心點(diǎn)之間的距離矢量，而只能測得假想刀尖!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，這時可采用刀具長度測量裝置測出假想刀尖點(diǎn)P相對于刀架參考點(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)挠嬎愎綖?/p>

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，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)。

對于圖3中r≠0的情況，在進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償時，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，一般是將刀尖看作是一個點(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，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但在切削錐面和圓弧時，則會導(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)償時的軌跡。從圖中可以看出，采用假想刀尖P編程時，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相對圓弧中心的方位與刀具移動方向有關(guān)，它直接影響圓弧車刀補(bǔ)償計算結(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1~8八個數(shù)字代碼表示，同時規(guī)定，刀尖取圓弧中心位置時，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)償值按照圖1（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，此時車刀在X軸和Z軸的位置補(bǔ)償值可以按照圖6所示方法確定，而將刀具的圓弧半徑r值放入相應(yīng)的存儲單元中，在加工時數(shù)控裝置自動進(jìn)行圓弧半徑補(bǔ)償。在刀具代碼T中的補(bǔ)償號對應(yīng)的存儲單元中，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，可以將每一把刀具的四個數(shù)據(jù)分別輸入刀具補(bǔ)償號對應(yīng)的存儲單元中，即可實(shí)現(xiàn)自動補(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)動方向看，刀具位于工件左側(cè)時的刀具半徑補(bǔ)償。

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

圖7是使用圓弧半徑補(bǔ)償時刀具補(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)償功能時的刀具補(bǔ)償計算

當(dāng)數(shù)控車床沒有刀具半徑補(bǔ)償功能時，用圓頭車刀加工工件時，就要用計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，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，從而可避免殘留誤差，但這時假想刀尖軌跡

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，會出現(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向分別加一個補(bǔ)償量r。同理，在切削凹圓弧，如圖9（b）時，則在X向和Z向分別減一個補(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)償計算的主要工作是根據(jù)刀具的方向矢量和半徑矢量計算各種轉(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)的計算程序計算出轉(zhuǎn)接點(diǎn)坐標(biāo)值。了解計算機(jī)軟件關(guān)于刀具補(bǔ)償轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值計算, 對生產(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), 這樣勢必會造成加工誤差。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 個步驟:(1)起動偏置: 從取消偏置方式變?yōu)槠梅绞降某绦蚨畏Q為起動偏置程序段。在起動偏置的程序段進(jìn)行刀具偏置的過渡運(yùn)動, 在起動程序段的終點(diǎn), 刀尖R 中心位于下個程序段起點(diǎn), 并在與下個程序段垂直的位置上, 同時滿足刀具方向矢量和半徑矢量的條件。起動偏置的程序段必須是G00 或G01, 如圖1 所示。

圖1 起動偏置

(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程序段, 刀尖不在該程序段的終點(diǎn), 這個變化是由刀位點(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, 不進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償就會發(fā)生過切和余切現(xiàn)象, 這樣勢必造成零件的不合格或報廢。在實(shí)際應(yīng)用中要注意以下幾個方面的 問題:(1)加工小于刀尖半徑的內(nèi)圓弧時, 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產(chǎn)生過切(2)加工小于刀尖半徑的臺階時, 由于臺階小于刀具半徑, 因此在新舊矢量交替時, 偏置的刀尖圓弧中心將向編程的反方向移動, 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應(yīng)特別注意, 因?yàn)橛械都夥轿惶? 要特別小心切削方向, 右刀補(bǔ)時, 只能允許偏刀從旋轉(zhuǎn)中心往外切削, 否則會多切掉一個刀尖圓弧直徑的量, 如圖5 所示。

圖4 臺階尺寸小于刀尖半徑時產(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, 由于刀位號已經(jīng)確定, 所以用正偏刀加工倒錐的輪廓時, 系統(tǒng)會產(chǎn)生過切報警。

(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程序段終點(diǎn)垂直的位置上, 可能將造成過切, 此時應(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, 刀尖圓弧中心就會從I、K 方向線與前一個程序段輪廓線的角平分線位置運(yùn)動至終點(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控制兩個軸的余量, 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，操作者測量實(shí)際的刀具長度、半徑和確定補(bǔ)償正負(fù)號，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，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。在起動偏置和取消偏置的程序段中, 同時要伴有刀具移動的指令, 否則程序軌跡可能會發(fā)生變化, 從而造成零件報廢。同理, 在起動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)償是每一個編程員必備的基礎(chǔ)知識。

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，這片論文的每個實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的環(huán)境.感謝這幾年一起走過的同學(xué)和朋友，是你們的存在，我才不會那么孤單，多少個共同努力的日子，將會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，在這里請接受我誠摯的謝意！

參考文獻(xiàn)

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2孔慶復(fù).計算機(jī)輔助設(shè)計與制造.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1994；

3雷宏.機(jī)械工程基礎(chǔ).哈爾濱：黑龍江出版社 2002； 4王中發(fā).實(shí)用機(jī)械設(shè)計.北京：北京理工大學(xué)出版社 1998； 5 唐宗軍.機(jī)械制造基礎(chǔ).大連：機(jī)械工業(yè)出版社 1997； 6吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機(jī)床.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 2003； 7許翔泰，劉艷芳.數(shù)控加工編程實(shí)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000；

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第四篇：加工中心刀具及附件管理辦法

加工中心刀具及其機(jī)床附件的管理規(guī)定（草稿）

一.目的

規(guī)范刀具（通用刀具和專用刀具）和機(jī)床附件（拉釘、刀柄、彈簧筒夾）的領(lǐng)取、存放、保養(yǎng)、使用壽命、報廢、回收等整個過程的管理辦法，以控制刀具耗用成本，提高刀具的使用壽命。

二.定義：刀具類型：1.通用刀具a.可換式刀具刀片b.鉆頭 c.立銑刀d、刀盤

e、定點(diǎn)鉆

2.專用刀具。

三.職責(zé)

1.部門主管審核、批準(zhǔn)刀具及附件的領(lǐng)用。

2.流失控制。3.刀具的正常消耗。

4..刀具及附件平時的保養(yǎng)，存放必須標(biāo)識清楚。5.廢舊刀具、附件入庫的登記。

6.刀具管理人員負(fù)責(zé)刀及的登記、保管、收發(fā)及刀具壽命的統(tǒng)計。對刀具的使用情況及庫存量、報廢刀具、待修復(fù)刀具等及時錄入計算機(jī)內(nèi),在局域網(wǎng)內(nèi)共享。

四.內(nèi)容

1.刀具和機(jī)床附件的申報。

1.1新產(chǎn)品。刀具和附件由CNC編程人員根據(jù)庫存情況進(jìn)行申報。根據(jù)刀具管理員提供的數(shù)據(jù)首選現(xiàn)有刀具，根據(jù)產(chǎn)品的批量、材質(zhì)、加工精度，選擇相應(yīng)的刀具及附件。由主管審核通過后以書面或短信形式通知采購人員購買，并告知刀具管理人員。

1.2.老產(chǎn)品。由刀具管理員根據(jù)刀具的庫存量及使用情況上報技術(shù)部。上報時需以書面形式且注明申報理由及購回時間，技術(shù)部核查通過后由申購人以書面形式通知采購人員。2.刀具和機(jī)床附件的購買

2.1.購買刀具必由技術(shù)部批準(zhǔn)后方可購買。

2.2根據(jù)申報人員提供的信息（加工材質(zhì)、產(chǎn)品數(shù)量、加工精度、數(shù)量等）購買相應(yīng)的刀具。

2.3采購人員接到申購單后進(jìn)行購買，于1個工作日內(nèi)回復(fù)申報人，否則視為在申購單要求日期內(nèi)購回。3.刀具和機(jī)床附件的接收

3.1刀具和機(jī)床附件購回后，由采購員將刀具或附件及送貨單交付于刀具管理員，送貨單上必須注明刀具的名稱、數(shù)量，確保與申報內(nèi)容一致，否則刀具管理員有權(quán)拒收。對刀具的外觀及部分尺寸進(jìn)行測量，如不合格有權(quán)拒收。3.2刀具管理員將接受的配件在三個工作日內(nèi)到成品庫內(nèi)進(jìn)行登記。4.刀具和機(jī)床附件的日常管理

4.1刀具必須分類存放標(biāo)識清楚。按刀具材質(zhì)、鋁用刀、鋼用刀、不銹鋼專用刀、螺旋絲錐、擠壓絲錐、螺尖絲錐等細(xì)化分類存放。報廢刀具必須與其它刀具隔離，明確標(biāo)識，及時交與庫房。需刃磨的刀具也分類存放，明確標(biāo)識，由管理員通知專門刃磨人員進(jìn)行刃磨。刃磨后交付于管理員。

4.2不使用的刀具、刀柄及筒夾需清除切削液及切削，并適當(dāng)涂抹潤滑脂，防止生銹。刀柄應(yīng)插入塑料導(dǎo)套內(nèi)，嚴(yán)禁刀柄磕碰。

4.3新產(chǎn)品刀具的領(lǐng)用。管理員根據(jù)編程人員的通知準(zhǔn)備所需刀具，交與領(lǐng)用人員并進(jìn)行登記。領(lǐng)用人員是夜班，可由現(xiàn)操作人員代領(lǐng)并轉(zhuǎn)交于夜班人員。晚班和中班對于易損刀具可以適當(dāng)?shù)脑黾宇I(lǐng)用數(shù)量并告知CNC編程人員。否則由此產(chǎn)生的費(fèi)用由刀具管理員承擔(dān)。

4.4老產(chǎn)品刀具的領(lǐng)用。車間主管將需要加工的產(chǎn)品以書面形式通知刀具管理員，管理員根據(jù)產(chǎn)品及工藝準(zhǔn)備好刀具。由使用人員領(lǐng)用。

A.異常領(lǐng)用。產(chǎn)品加工中由于刀具的磨損頻繁、刀刃崩裂、損壞、丟失等異常原因領(lǐng)取新刀具時，由領(lǐng)取人員提出書面申請，注明原因、用途。由管理員根據(jù)相關(guān)規(guī)定作出相應(yīng)的處理。及時通知編程人員確刀具是否適用。

B.正常領(lǐng)用。刀具及附件由相關(guān)人員判定達(dá)到使用壽命正常報廢的，管理人員應(yīng)當(dāng)統(tǒng)計刀具的使用情況（加工材料、刀具材料、加工數(shù)量）并在計算機(jī)里做詳細(xì)的記錄以便查詢。

4.5交接班時，操作工上班前和上一班人員交接設(shè)備上正在使用的刀具及待使用的刀具。如能使用無異常，則轉(zhuǎn)交。如有異常接班人員須在交接班記錄表上注明。否則產(chǎn)生的費(fèi)用由接班人員承擔(dān)。

4.6刀具的更換以刀尖計算。刀具使用費(fèi)用的計算由誰先使用新尖計算，上一班剩下的舊尖不記費(fèi)用。更換刀具時有桿無尖，不能按以舊換新計算。

4.7刀具及附件的交回。一種產(chǎn)品加工結(jié)束后由刀具管理員根據(jù)下個產(chǎn)品的情況通知當(dāng)前操作人員將不使用的刀具交回。管理員有權(quán)督促操作人員交回刀具及附件并進(jìn)行通報。

4.8刀具管理人員對每把刀具的拉釘進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)磨損、有缺陷或拉釘松動的刀柄進(jìn)行相應(yīng)的處理。由于拉釘松動、磨損等造成的損失由刀具管理員承擔(dān)。4.9操作人員應(yīng)將待使用的刀具擺放整齊。加工之前檢查領(lǐng)用的刀具與工藝上注明的刀具是否一致與所加工的產(chǎn)品是否匹配，發(fā)現(xiàn)異常必須立即與相關(guān)人員核對，否則產(chǎn)生的費(fèi)用由現(xiàn)操作人員承擔(dān)。刀具管理人員有權(quán)檢查刀具的擺放情況并進(jìn)行通報。

4.10刀具管理人員需對每一把刀具進(jìn)行詳細(xì)的跟蹤記錄。對同類同一尺寸不同品牌的刀進(jìn)行比較，選出性價比較高的品牌。最終確定出每把刀具的使用壽命。4.11刀具管理員要確保計算機(jī)的信息與配件的實(shí)際情況相符，根據(jù)使用情況及時變動。

5.報廢刀具及附件的系列規(guī)定

5.1由于編程失誤產(chǎn)生撞刀而損壞的刀具及刀柄所產(chǎn)生的費(fèi)用由編程人員承擔(dān)。5.2由于對刀、試切、分中或裝刀等因動作不規(guī)范或由于疏忽而損壞刀具及刀柄所產(chǎn)生的費(fèi)用由操作人員承擔(dān)。損壞的刀具和刀柄不能按以舊換新計算。5.3報廢的刀具及附件由刀具管理人員分類標(biāo)識定期交付于庫房，并在Execel里做相應(yīng)的變動。

5.4報廢刀具需要注明報廢原因、人員，由技術(shù)部確認(rèn)后交與庫房。6.考核獎懲

6.1每日由車間管理人員對以上措施進(jìn)行督促檢查

6.2由專人不定期對相關(guān)人員執(zhí)行程度進(jìn)行抽查。每周不少于3次。6.3對執(zhí)行部不到位的人員首次進(jìn)行口頭批評，屢犯者做相應(yīng)的處罰。6.4對每個月都完全按照上述規(guī)定執(zhí)行，進(jìn)行相應(yīng)的獎勵。

第五篇：整理的關(guān)于各種機(jī)械加工領(lǐng)域刀具及材料

品質(zhì)：加工精度、效率、使用壽命、穩(wěn)定性

物（原材料、設(shè)備、檢測、工藝技術(shù)等）人（熟練程度、營銷等）———管理

貼近市場的快速反應(yīng)能力，全套的解決方案，永遠(yuǎn)給客戶更多的選擇，提供更多的附加價值。以行業(yè)應(yīng)用為重點(diǎn)，努力提高客戶的滿意度和忠誠度。

金剛石的優(yōu)異性能與對應(yīng)的效果

普通材料尤其是硬紙合金材料與超硬材料的對比，超硬中材料的對比

刀具的加工應(yīng)用術(shù)語及含義

供方依賴

瑞典山特維克：可樂滿（Coromant）萬耐特(Valenite)山高（Seco）蒂泰克斯(Titex)瓦爾特(Walter)斗馬(DORMER)等

美國肯納：Widia、Hetrel（德國）、Hannita(以色列)

德國藍(lán)幟（Leitz）、KOMET、MAPAL、鈷領(lǐng)（Guehring）、雄克、海默等

以色列伊斯卡（ISCAR）瓦格絲（Vargus）

日本住友，三菱、OSG、黛杰工業(yè)（DIJET）、京瓷、不二越NACHI、日立、東芝等

韓國特固克（被以色列收了）韓國冶金（KORLOY）、韓國多仁精工（DINE）(住友控股)、韓國養(yǎng)志園（YG—1）

航空航天：不銹鋼、高溫合金（Fe基、Ni基和Co基三種）以及鋁鎂合金鈦合金是主要材料 加工精度高，材料難加工 切削性能很差：變形抗力大 加工硬化大 加工溫度高肯納 汽車工業(yè)：鑄鐵是交通行業(yè)用于發(fā)動機(jī)箱體及其他主要零件的材料，灰口鑄鐵--球鑄鐵（非常耐磨受珠光體含量的影響）山高行業(yè)加工特點(diǎn)一是大批量。流水線生產(chǎn)，二是加工條件相對比較固定，通常強(qiáng)制統(tǒng)一換刀，對刀具的加工效率和使用壽命穩(wěn)定性提出非常苛刻的要求

在航空航天和汽車行業(yè)中，使用CBN和金剛石燒結(jié)體（PCD）等超硬材料刀具是解決問題的根本，也是未來金屬切削朝著高速高效高耐用和干切削發(fā)展的大方向，在這方面，住友電工處于領(lǐng)先地位。其單晶金剛石是世界上最先成功地用于工業(yè)化的大顆粒、高純度的金剛石單晶體。

模具制造主要是汽車加工模具、家電模具、建材模具、電子通訊產(chǎn)品模具等

電子工業(yè)等

刀具材料：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼），硬質(zhì)合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金剛石及立方氮化硼等）

代理：上海聯(lián)創(chuàng)、北京金萬眾、上海興合等

國內(nèi)：株洲、成量、哈一工、哈爾濱工量數(shù)控刀具有限公司、成都英格、成都量具刃具廠、上海機(jī)床附件一廠、東風(fēng)汽車公司工具廠等

刀具管理：就是將某個工廠的刀具外包到一個公司整體管理，以適應(yīng)各種各樣的刀具需要，全面提供包括刀具采購、庫存管理、修磨、清潔調(diào)整、配送等成套的服務(wù)。以減少初期投入，減少管理成本，使企業(yè)將精力放在自己的核心競爭力上。

在超精密加工中，保證加工表面質(zhì)量的主要因素除了高精度的機(jī)床、超穩(wěn)定的加工環(huán)境外，高質(zhì)量的刀具也是很重要的一個方面。天然金剛石具有硬度高、耐磨性好、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性

好、與有色金屬摩擦系數(shù)低、抗黏結(jié)性好以及優(yōu)良的抗腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性，可以磨出極其鋒利的刀刃，被認(rèn)為是最理想的超精密切削用刀具材料，在機(jī)械加工領(lǐng)域尤其是超精密加工

領(lǐng)域有著重要地位并得到廣泛應(yīng)用。

加工方法

二十世紀(jì)七十年代后期，在激光核融合技術(shù)的研究中，需要大量加工高精度軟質(zhì)金屬反工方法，不僅加工時間長、費(fèi)用高、操作難度大，而且不易達(dá)到要求的精度。因此，亟需開發(fā)新的加工方法。在現(xiàn)實(shí)需求的推動下，單晶金剛石超精密切削技術(shù)得以迅速發(fā)展。

優(yōu)勢

由于單晶金剛石本身的物理特性，切削時不易黏刀及產(chǎn)生積屑瘤，加工表面質(zhì)量好，加工有色金屬時，表面粗糙度可達(dá)Rz0.1～0.05μm。金剛石還能有效地加工非鐵金屬材料和非復(fù)合材料、塑料、橡膠、石墨、玻璃和各種耐磨木材(尤其是實(shí)心木和膠合板、MDF等復(fù)合材料)。

金剛石晶體屬于平面立方晶系，由于每個晶面上原子排列形式和原子密度的不同以及晶面之間距離的不同，造成天然金剛石晶體的各向異性，因此金剛石不僅各晶面表現(xiàn)的物理機(jī)械性能不同、其制造難易程度和使用壽命都不相同，各晶面的微觀破損強(qiáng)度也有明顯差別。通常應(yīng)根據(jù)刀具的要求來進(jìn)行單晶金剛石刀具的晶面選擇。一般來說，如果要求金剛石刀具獲得最高的強(qiáng)度，應(yīng)選用(100)晶面作為刀具的前、后刀面；如果要求金剛石刀具抗機(jī)械磨損，則選用(110)晶面作為刀具的前、后刀面；如果要求金剛石刀具抗化學(xué)磨損，則宜采用(110)晶面作刀具的前刀面，(100)晶面作后刀面，或者前、后刀面都采用(100)晶面。這些要求都需要借助晶體定向技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

目前，晶體定向主要有三種方法：人工目測晶體定向、激光晶體定向和X射線晶體定向。

金剛石刀具的晶向選擇

金剛石各向異性，因此不但各晶面的硬度、耐磨性不同，就是同一晶面不同方向的耐磨性也不同。如果晶向選擇不當(dāng)，即使晶面選擇正確，刃磨效率也會大大降低。同時由于金剛石晶體的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大5～7倍，所以在刃磨過程中要選擇晶面的易磨方向，同時刃口要迎著刃磨砂輪線速度的正方向(即采取逆磨)，以保證刃磨效率并減小刃口的微觀解理程度。

金剛石刀具的磨、破損

金剛石刀具的磨損機(jī)理比較復(fù)雜，可分為宏觀磨損和微觀磨損，前者以機(jī)械磨損為主，后者以熱化學(xué)磨損為主。常見的金剛石刀具磨破損形態(tài)為前刀面磨損、后刀面磨損和刃口崩裂。在單晶金剛石刀具刃磨過程中，需要其磨損以刃磨出滿足要求的刀具，但若產(chǎn)生了不需要的磨損就可能損傷已經(jīng)刃磨好的前、后刀面。而刃口崩裂(即崩刃)是在刃口上的應(yīng)力超過金剛石刀具的局部承受能力時發(fā)生的，一般是由金剛石晶體沿(111)晶面的微觀解理破損造成的。在超精密加工中，金剛石刀具的切削刃鈍圓半徑比較小，其本身又屬于硬脆材料，同時由于其各向異性且(111)面易發(fā)生解理，隨著振動和砂輪砂粒對刀具刃口的沖擊作用，故常常會伴隨產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。