经济型数控车床的对刀和调刀补方法
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1引言经济型数控车床采用多工位回转刀架时，对刀和调刀补方法是推广使用数控机床时需要考虑解决的一个重要问题，它还涉及到滚珠丝杠反向间隙问题，当加工形状复杂的零件时，需用多工位转位刀架，当加工工件达到一定数量时，多把刀具会出现不同程度的磨损，就需修改多把刀具的刀补，这时要注意避免一把刀具的刀补对其他刀具产生影响，若操作方法不当，不但费时费力，而且总是达不到理想的加工精度。本文介绍一种操作简单可靠的对刀
1 引言 经济型数控车床采用多工位回转刀架时，对刀和调刀补方法是推广使用数控机床时需要考虑解决的一个重要问题，它还涉及到滚珠丝杠反向间隙问题，当加工形状复杂的零件时，需用多工位转位刀架，当加工工件达到一定数量时，多把刀具会出现不同程度的磨损，就需修改多把刀具的刀补，这时要注意避免一把刀具的刀补对其他刀具产生影响，若操作方法不当，不但费时费力，而且总是达不到理想的加工精度。本文介绍一种操作简单可靠的对刀和调刀补方法。 2 经济型数控车床的对刀 以常州电机电器总厂应用电子装备厂生产的BKC2-008型数控系统改造的数控车床为例，Z坐标脉冲当量为0.01mm,X坐标脉冲当量0.005mm,三排LED数码管显示，较大一排数码管用于显示波段开关状态下的提示信息和编辑状态下的加工程序编辑过程及自动和空运行状态下的程序段号显示，较小的两排分别显示X、Z运动坐标的计数值，X、Z坐标显示均以脉冲当量为单位。如图1所示，用1号刀试切A面，用*0把两排小数码管显示清零,+Z向退刀，Z坐标显示的数值为S1,用手动运行功能试切B面，+Z向回零,再用*0清零,+X向退刀，X坐标显示的数值为L1(注意这时刀尖相对B面距离为L1/2),这时刀具退到的C点，用*0清零,C点为刀具起始点。&附图测量试切段工件直径为d0,要求加工直径为d，加工长度为f,则采用相对编程刀具径向进刀程序为： U-(L1+2(d0/2-d/2))即U-(L1+d0-d)，加工长度f指令为W-(S1+f)。 3 经济型数控车床的调刀补和换刀 C点清零后，换2号刀，用手动功能试切A面，Z坐标显示S2(以上所有显示的值均取代数值，下同),试切B面X坐标显示L2,则2号刀相对1号刀的刀补(常称第一组刀补)为： U(L1+L2)W(S1+S2)T01 X、Z两坐标回零,换3号刀，用手动功能试切A面，Z坐标显示S3,试切B面X坐标显示L3,则3号刀相对1号刀的刀补为： U(L1+L3)W(S1+S3)T02 其余刀具相对1号刀刀补的调试方法同前类推。 若加工中换2号刀，则用T21指令，换刀走第一组刀补后，2号刀刀尖运行到刀具起始点C点；换3号刀用T32指令，换刀走第二组刀补后，3号刀刀尖运行到刀具起始点C点，换刀加工完毕，用T10换回第一把刀，取消刀补，第一把刀刀尖运行到C点，进行下一零件加工。 4对刀调刀补时注意消除丝杠反向间隙 滚珠丝杠有反向间隙，在对刀调刀补过程中刀具退到起始点的X、Z退刀走向，要与加工结束时用G26、G27、G29等指令返回刀具起始点的走向一致，以消除反相间隙误差。 如附图所示，用1号刀试切A面，两坐标显示清零后+Z向退刀1.00mm,若超过了1.00mm,如1.08mm,应-Z向手动至小于1.00mm,小于的数值要大于丝杠反向间隙的值，以达到消除反向间隙的目的，再+Z向手动至1.00+X向退刀也这样，对刀及调刀补时试切后的退刀方向要固定，编程时用程序消除反向间隙[2]。加工完1999.10毕，用G26退刀，也注意是+Z、+X向退刀至刀具起始点C。 5 刀具磨损后改变刀补值与各刀具关系 按上述调刀补方法，要以车外圆尺寸精度要求高的刀具为1号刀，其他车端面、切槽、倒角等尺寸精度要求低的刀具为2、3、4号刀，这样加工过程中测量直径(如1号刀有磨损，直径变大)增大加工程序首段-X向进刀量的值，满足直径加工精度。其他刀具虽有磨损，但只要尺寸不超差，就不需再对刀调刀补；加工尺寸超差时，可重新对刀修改刀补，也可根据超差值，修改相应刀具的刀补，这样调刀补能避免对其他刀具产生影响。
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4零件加工1．加工准备(1)读懂图纸，根据要求检查毛坯的尺寸是否合格(2)开机，机床返回..数控铣床的刀补特点
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提示： 数控铣床在切削过程中不可避免地存在刀具磨损问题，如钻头长度变短，铣刀半径变小等，这时加工出的工件尺寸会随之变化。如果系统具有刀具尺寸补偿功能，可在操作面板上输入相应的修正值，使加工出的工件尺寸仍然符合图样要求，否则就得重新编写数控加工程序。有了刀具补偿功能后，使数控编程大为简便，在编程时可以完全不
&&& 数控铣床在切削过程中不可避免地存在刀具磨损问题，如钻头长度变短，铣刀半径变小等，这时加工出的工件尺寸会随之变化。如果系统具有刀具尺寸补偿功能，可在操作面板上输入相应的修正值，使加工出的工件尺寸仍然符合图样要求，否则就得重新编写数控加工程序。有了刀具补偿功能后，使数控编程大为简便，在编程时可以完全不考虑刀具中心轨迹计算，直接按零件轮廓编程。起动机床加工前，只需输入使用刀具的参数，数控系统会自动计算出刀具中心的运动轨迹坐标，减轻了编程人员的劳动强度。刀具尺寸补偿通常有两种，即刀具长度补偿和刀具半径补偿。
&&& (1)刀具长度补偿刀具长度补偿是用来补偿刀具长度差值的。一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，当实际刀具长度与编程的标准刀具长度不一致时，可以通过刀具长度补偿功能实现对刀具长度差值的补偿。只要把实际刀具长度与编程标准刀具长度之差作为偏置值存入刀具参数存储器里，即可在不改变程序的情况下，加工出所需要的零件尺寸，如图4-12所示。
&&& 图4-12&&& 刀具长度补偿
&&& a)钻头开始运动位置b）钻头工作进给起始位置
&&& c)刃磨后钻头工作进给起始位置d）长度补偿后钻头工作进给的起始位置
&&& 当刀具实际尺寸比编程标准刀具短1. 2mm时，如果还按原加工程序加工，孔深将比要求深度短1. 2mm。这时，可以利用刀具长度补偿功能，将刀具长度差值1. 2mm作为偏置值存入刀具参数存储器，而无需重新编程。图4-12a表示钻头开始运动位置，图4-12b表示钻头正常工作进给的起始位置和钻孔深度，这些参数都在程序中加以规定，图4-12c所示钻头经刃磨后长度方向上尺寸减少了1.2mm，如果按原程序运行，钻头工作进给的起始位置将成为图4-12c所示位置，而钻进深度也随之减少1. 2mm。要改变这一状况，靠改变程序是非常麻烦的，用长度补偿解决了这一问题。图4-12d表示用长度补偿后，钻头工作进给的起始位置和钻孔深度。在程序运行中，让刀具实际的位移量比程序给定值多运行一个偏置量(1. 2mm)，不用修改程序即可加工出程序中规定的孔深。
&&& 刀具长度补偿的格式为G43( G44)Z_H_。G43为刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿。Z为目标点坐标，H为刀具长度补偿值的存储地址，补偿量存入由H代码指定的存储器中。使用G43、G44时，不管用绝对尺寸还是用增量尺寸指令编程，程序中指定的Z轴移动指令的终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算，G43时相加，G44时相减。然后把运算结果作为终点坐标值进行加工。G43、G44均为模态代码。
&&& G49为刀具长度补偿撤销指令，指令刀具只运行到编程终点坐标。
&& &(2)刀具半径补偿。数控铣床一般都具有刀具半径补偿功能。使用该功能时，可直接按零件轮廓尺寸进行编程，当刀具发生磨损、重磨及更换新刀而导致刀具尺寸变化时，只要改变刀具半径的输入数值，仍可用原来的程序进行加工。图4-13为刀具半径补偿加工示意图。图4-13中的实线为零件的轮廓轨迹，计算机根据刀具半径值经自动计算后，控制刀具中心向外移动一个刀具半径后沿图中点划线走刀。
&&& 图4-13&&& 刀具半径自动补偿
&&& 刀具半径补偿的过程分为三步：
&&& 1)刀补的建立。刀补的建立就是在刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值的过程。图4-14为加工直线与圆弧建立刀补的示意图，图中AB段为建立刀补段，4点为刀具起点。若不采用刀补，由A&B时，刀具中心在B点，刀具中心与工件轮廓轨迹重合；若采用刀补，由A&B时，刀具让出了一个刀具半径r，使刀具中心移到C点。在图4-14中，A为起点，AC是建立刀补后的刀具中心运动轨迹，用G01编程，BC为刀具半径r。
&&& 图4-14&&& 刀补的建立
&&& a)加工直线时刀补的建立b）加工圆弧时刀补的建立
&&& 2)刀补建立后的编程
&&& ①左边刀具半径补偿指令C41。程序格式为C41 G01 X_Y_F_D_。左刀补示意图如图4-15所示。假设工件不动，沿刀具进给方向，当刀具中心在工件轮廓左侧时，用左边刀具半径补偿。G41发生前，刀具参数必须预先设定，即刀补值D必须预先设定。G41程序段，必须有G01功能及对应的坐标参数才有效。G41与取消刀补指令G40之间不得出现任何转移加工，如镜像、子程序跳转等。
&&& 图4-15&&& 刀具左刀补G41
&&& a)左刀补示意图b）左刀补时刀具运动方向
&&& ②右边刀具半径补偿指令G42。程序格式为G42 G01 X_Y_F_D_。右刀补示意图如图4-16所示，同样假设工件不动，沿刀具进给方向看，当刀具中心在工件轮廓右侧时，用右边刀具半径补偿指令G42，其他的字母含义与G41相同。
&&& 图4-16&&& 刀具右刀补C42
&&& a)右刀补示意图b）右刀补时刀具运动方向
&&& 3)刀补的取消指令G40。最后一段刀补轨迹加工完成后，刀具离开工件应有一段直线使刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合，这与建立刀补方式类似。刀补终点应选择在工件以外，否则会碰刀。现以图4-17为例进行说明。
&&& 若在B点撤消刀补，刀具中心由A点移动到B点，则容易碰刀，造成工件报废。可以选择在C点撤消刀补，以G01方式使刀具移到G点，此时刀具中心移动的轨迹为AC。若不在B点撤消刀补，则加工到B点时，刀具中心在A点，在不撤消刀补的情况下加工到C点，则刀具中心在D点，刀具中心轨迹为AD。程序的格式为：G40 G01 X_Y_F_D_。
&&& 图4-17&&& 刀补的撤消
&&& 值得注意的是，G40必须与G41或G42成对使用。编入G40的程序段为撤消刀具半径补偿的程序段，必须用直线插补G01指令和数值编入撤消刀补的轨迹。
（责任编辑: 佚名 ）
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