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数控铣床刀具补偿的原理

数控铣床

自从工业革命以来,机床工业发生了翻天覆地的变化。大多数人了解的是铣床、车床和钻床,也就是所说的普通机床,这些设备通过技术工人操作手轮移动刀架使刀具沿正确的方向走刀到零件所加工的位置。普通机床需要通过接受过较长时间的专业培训并且具有一定操作技能的操作者在具备一定条件的环境下才能加工出高质量的零件。相对来说,普通设备的加工效率较低,成本较高。

今天,数控设备在相当多的领域已经完全或逐渐取代了普通设备,与普通机床不同,数控铣床加工零件的过程完全自动地进行,加工过程中人工不能干预。因此,首先必须将所要加工件的全部信息,包括工艺过程、刀具运动轨迹及走刀方向、位移量、工艺参数(主轴转速、进给量、切削深度)以及辅助动作(换刀、变速、冷却、夹紧、松开)等,按加工顺序采用标准或规定的程序指令编写出正确的数控加工程序,然后输入到数控设备的控制系统中,随后控制系统按数控程序的要求控制数控铣床对零件进行加工。所谓数控编程,一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作过程。数控编程可分为手工编程和自动编程两种方式。

数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及空间三维复杂型面的铣削加工。加工中心、柔性加工单元是在数控铣床的基础上产生和发展起来的,其主要加工方式也是铣加工方式。

在数控铣床上进行加工,由于刀具有一定的半径,所以刀具中心(刀尖)轨迹和工件轮廓不重合,如不考虑刀具半径,直接按照工件轮廓编程是比较方便的,而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈(加工外轮廓时),或大了一圈(加工内轮廓时),为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个量。运用刀具补偿功能可直接按照工件轮廓进行编程,不用考虑刀具半径。而在刀补表中设置一定的合适数值,系统会自动计算刀具中心轨迹,进行刀具半径补偿,从而加工出符合要求的工件形状,当刀具半径发生变化时也无须更改加工程序,使编程工作大大简化。 

刀具半径补偿是通过指令G41、G42来执行的。补偿有两个方向,即沿刀具切削进给方向垂直方向的左面和右面进行补偿,符合左右手定则:G41是左补偿,符合左手定则;G42是右补偿,符合右手定则。当取消刀具半径补偿时,使用G40指令。

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