一、數(shù)控車床用刀具的交換功能
1. 刀具的交換
指令格式一:T0101;
該指令為FANUC系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(bǔ)償。刀具號與刀補(bǔ)號可以相同,也可以不同。
指令格式二: T04D01;
該指令為SIEMENS系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(bǔ)償存儲器。
2. 換刀點
所謂換刀點是指刀架自動轉(zhuǎn)位時的位置。
大部分?jǐn)?shù)控車床,其換刀點的位置是任意的,換刀點應(yīng)選在刀具交換過程中與工件或夾具不發(fā)生干涉的位置。還有一些機(jī)床的換刀點位置是一個固定點,通常情況下,這些點選在靠近機(jī)床參考點的位置,或者取機(jī)床的第二參考點來作為換刀點。
二、刀具補(bǔ)償功能
1. 刀具補(bǔ)償功能的定義
在數(shù)控編程過程中,為使編程工作更加方便,通常將數(shù)控刀具的刀尖假想成一個點,該點稱為刀位點或刀尖點。
數(shù)控機(jī)床根據(jù)刀具實際尺寸,自動改變機(jī)床坐標(biāo)軸或刀具刀位點位置,使實際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功能,稱為刀具補(bǔ)償(系統(tǒng)畫面上為“刀具補(bǔ)正”)功能。
數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償分為:
刀具偏移(也稱為刀具長度補(bǔ)償)
刀尖圓弧半徑補(bǔ)償
2. 刀位點的概念
所謂刀位點是指編制程序和加工時,用于表示刀具特征的點,也是對刀和加工的基準(zhǔn)點。 數(shù)控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖;圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心;成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。
三、刀具偏移補(bǔ)償
1. 刀具偏移的含義
刀具偏移是用來補(bǔ)償假定刀具長度與基準(zhǔn)刀具長度之長度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時實現(xiàn)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。
FANUC系統(tǒng)的刀具幾何偏移參數(shù)設(shè)置,如要進(jìn)行刀具磨損偏移設(shè)置則只需按下軟鍵[磨耗]即可進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)置畫面。
圖中的代碼“T”指刀沿類型,不是指刀具號,也不是指刀補(bǔ)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(diào)整每把刀的刀位點,使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點,這一過程稱為對刀。
(2)對刀操作的過程
1)手動操作加工端面,記錄下刀位點的Z向機(jī)械坐標(biāo)值。
2)手動操作加工外圓,記錄下刀位點的X向機(jī)械坐標(biāo)值,停機(jī)測量工件直徑,計算出主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值。
3)將X、Z值輸入相應(yīng)的刀具幾何偏移存儲器中。
(3)利用刀具幾何偏移進(jìn)行對刀操作的實質(zhì)
利用刀具幾何偏移進(jìn)行對刀的實質(zhì)就是利用刀具幾何偏移使工件坐標(biāo)系原點與機(jī)床原點重合。
3. 刀具偏移的應(yīng)用
利用刀具偏移功能,可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。
例:加工外圓表面時,如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm,此時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(xiàn)Z方向的誤差,則其修整辦法相同。
四、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償(G40、G41、G42)
1. 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)亩x
在實際加工中,由于刀具產(chǎn)生磨損及精加工的需要,常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧,這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。
為確保工件輪廓形狀,加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運(yùn)動軌跡與被加工工件輪廓重合,而應(yīng)與工件輪廓偏移一個半徑值,這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。圓弧形車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,我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一個點,該點即為假想刀尖(圖中的A點)。
在對刀時也是以假想刀尖進(jìn)行對刀。但實際加工中的車刀,由于工藝或其他要求,刀尖往往不是一個理想的點,而是一段圓弧(如圖中的BC圓弧)。
所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑(圖中的r)。實踐中,所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧,假想刀尖在實際加工中是不存在的。
3. 未使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時的加工誤差分析
(1)加工臺階面或端面時,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產(chǎn)生殘留誤差
(2)加工圓錐面時,對圓錐的錐度不會產(chǎn)生影響,但對錐面的大小端尺寸會產(chǎn)生較大的影響,通常情況下,會使外錐面的尺寸變大,而使內(nèi)錐面的尺寸變小。
(3)加工圓弧時,會對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。
加工外凸圓弧時,會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,。
加工內(nèi)凹圓弧時,會使加工后的圓弧半徑變大
其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r,。
4. 進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時應(yīng)注意的事項
(1)刀具圓弧半徑補(bǔ)償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動指令模式下才有效。
(2)G41/G42不帶參數(shù),其補(bǔ)償號(代表所用刀具對應(yīng)的刀尖半徑補(bǔ)償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號與刀具偏置補(bǔ)償號對應(yīng)。
(3)采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補(bǔ)。對于不便于沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時,可根據(jù)情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段。
(4)為了防止在刀具半徑補(bǔ)償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象,在建立與取消補(bǔ)償時,程序段的起始位置與終點位置最好與補(bǔ)償方向在同一側(cè)。
(5)在刀具補(bǔ)償模式下,一般不允許存在連續(xù)兩段以上的補(bǔ)償平面內(nèi)非移動指令,否則刀具也會出現(xiàn)過切等危險動作。補(bǔ)償平面非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段(如G90、M05)及程序暫停程序段(G04 X10.0)。
(6)在選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時,要特別注意前置刀架和后置刀架的區(qū)別。
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