【導(dǎo)讀】也是提高數(shù)控加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要的研究課題。迄今為止，刀具半徑。有很大的探索空間。實際加工中，問題的出現(xiàn)。期望可以達到提高銑削加工中的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品。的質(zhì)量及精度，并對數(shù)控加工產(chǎn)生積極的指導(dǎo)意義的目標(biāo)。用刀補值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時重新修改程序的工作。公差，則不能滿足加工要求。假設(shè)原來設(shè)置的刀補值為某一值，經(jīng)過一段時間的。為變化后的，而不必改變原有的程序即可滿足加工要求。刀具半徑補償功能還有一個很重。要的用途就是實現(xiàn)零件的粗、精加工。如果人為地使刀具中心與工件輪廓偏置值。此文將詳細介紹其補償方法。非移動指令段；在兩個運動指令之間有兩個輔助功能程序段，也可能造成過切等。助機能或暫停等)。4）D00-D99為刀具補償號，D00意味著取消刀具補償。[11]浦艷敏.數(shù)控銑床刀具半徑補償?shù)姆治雠c應(yīng)用。業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國有色金篇工業(yè)第六冶金建設(shè)公司，2020，15：8——10。

　　

【正文】 （ 2）粘結(jié)磨損 由于刀具與工件之間接觸面上存在足夠大的壓力和溫度，塑性變形所形 成的新鮮表面與刀具表面接觸到原子間距離，將產(chǎn)生結(jié)合現(xiàn)象或粘結(jié)、冷焊現(xiàn)象，兩摩擦表面的粘結(jié)點因相對運動，晶粒或晶粒群受剪或受拉而被對方帶走，是造成刀具粘結(jié)磨損的原因。 （ 3）擴散磨損 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 23 由于切削過程中產(chǎn)生的切削溫度高，而且刀具表面始終與被切出的切屑和工件的新鮮表面相接觸和摩擦，它們具有巨大的化學(xué)活動性，所以兩摩擦面的化學(xué)元素有可能相互擴散，因而使雙方的化學(xué)成分都發(fā)生變化，削弱刀具材料的切削性能，從而加速刀具的磨損。擴散速度隨切削溫度升高而加快。 （ 4）化學(xué)磨損 化學(xué)磨損是在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì) (如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫，氯等 )起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物而被切屑帶走，加速刀具磨損；或者因為刀具材料被某種介質(zhì)腐蝕，造成刀具磨損。 可采取以下相應(yīng)措施防止刀具破損： (1)合理選擇刀具材料 用作斷續(xù)切削的刀具，刀具材料應(yīng)具有一定的韌性。 (2)合理選擇刀具幾何參數(shù) 通過選擇合適的幾何參數(shù)，使切削刃和刀尖有較好的強度。在切削刃上磨出負(fù)倒棱是防止崩刃的有效措施。 (3)保證刀具的刃磨質(zhì)量 切削刃應(yīng)平直光滑，不得有缺口，刃口與刀尖部位不允許燒傷。 (4)合理選擇切削用量 防止出現(xiàn)切削力過大和切削溫度過高的情況。 （ 5） 工藝系統(tǒng)應(yīng)有較好的剛性 防止因為振動而損壞刀具。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 24 第四 章 刀具半徑補償功能的建立、 撤銷及在使用中的注意事項 應(yīng)用刀補功能編程時必須注意三個過程：刀補建 立、使用與取消。數(shù)控加工中，為了避免加工過程中 產(chǎn)生干涉和過切等問題，應(yīng)盡量采用下刀后建立刀補，抬刀后取消刀補程序。 建刀補的過程，實際上是刀具中心從與編程軌跡重合，過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過 程，是刀具發(fā)生偏離的過程，要實現(xiàn)偏離，刀具必須移動。如在 XOY平面建刀補，刀具必須在 XOY平面移動，才能實現(xiàn) XOY平面偏離，值得注意的是， Z向移動沒有意義，下例建刀補程序就是無效的程序。 0123(無效建刀補程序 ) N10 G54 C,40 G0 Z100(r32mm鍵槽銑刀 ) N20 X60 Y60 M03 S1000 N30 Z2 N40 G01 Z2 F50 N50 G4l D1 Y60 F120 ?? 從 N20至 N50，刀具在 z向有移動，但在 XOY平面沒有移動，因此，在 N50程序段刀補沒有建 立起來；如把 N40程序段改為 G01 G41 D01 Z2 F50，同樣也難以建立刀補，因為 z向移動是不起作用的。 在 XOY平面建立刀具半徑補償指令格式為： G01／ G00 G41／ G42 D_X_Y_F_，其實本程序段不包含建立刀補所需的足夠數(shù)據(jù)，參見下例程序： O123(無效啟用刀補程序 ) N10 G54 G40 GO Zl00(r32mm 鍵槽銑刀 ) N20 X60 Y60 M03 S1000 N30 G41 D1 X40 F120 N40 Z2 N50 G01 Z2 F50 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 25 ?? 上述程序中，從 N20～ N30可知，建刀補時刀具已經(jīng)移動，但 N N50沒有指明刀具在 刀補 平面移動的方向，所以存在圖 1與圖 2所示兩種不確定運動狀況，因此刀補啟用失敗。 圖 補償模式下不確定運動狀況 1 圖 補償模式下不確定運動狀況 2 現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)采用具有預(yù)覽功能的 C類 刀具補償，在建立或執(zhí)行刀具補償功能時，運用多段 程序段預(yù)讀功能，即在程序執(zhí)行時，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部同 時儲存三個程序段的信息，如果存在連續(xù)兩段沒有移動指令或非補償平面內(nèi)軸移動指令 程序段，數(shù)控系統(tǒng)就沒有足夠的刀補信息，無法正確計算和修正刀具運動軌跡，并可能產(chǎn)生過切現(xiàn)象。根據(jù)上述情況，在下刀后建刀補是較安全和合理的，避免了刀補使用中出現(xiàn)的問題。 消刀補 取消刀補是建立刀補的逆過程，刀具中心從與編程軌跡偏離一個偏置量回歸到與編程軌跡重合，實質(zhì)上也是刀具偏移的過程，故抬刀前取消刀補，易產(chǎn)生過切現(xiàn)象，抬刀后取消刀補，刀具已遠離工件，可避免過切。必須注意的是，取消刀補和建立刀補一樣，刀具必須在刀補平面移動，因此 G40后須有補償平面坐標(biāo)指令，如在 XOY平面僅有 G40的程序段或 GO G40Z100等程序段取消刀補也易產(chǎn)生過切等問題。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 26 1） G41( 或 G42) 必須與 G40 成對使用； 2）編入 G4 G4 G40 程序段，必須用和 G01(G40 程序段亦可用 G00，但一般用 G01) 功能配合使用，且在使用時不允許有兩句連續(xù)的非移動指令； 3） G41( 或 G42) 與 G40 之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等； 4） D00 D99 為刀具補償號， D00 意味著取消刀具補償。刀具補償值在加工或運行之前必須設(shè)定在補償存儲器中； 5）刀具半徑補償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進行，不能編程在輪廓加工的程序段上。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 27 第五章 數(shù)控銑床及銑刀 數(shù)控銑床的主要功能及特點 數(shù)控銑床的主要功能 各種類型數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然不同，但是各種數(shù)控系統(tǒng)的功能，除了一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。 （ 1） 點位控制功能 此功能可以實現(xiàn)對相互位置精度要求很高的孔系加工。 （ 2）、 連續(xù)輪廓控制功能 此功能可以實現(xiàn)直線、圓弧的插補功能及非圓曲線的加工。 （ 3）、 刀具半徑補償功 能 此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來編程，而不必考慮所用刀具的實際半徑尺寸，從而減少編程時的復(fù)雜數(shù)值計算。 （ 4）、 刀具長度補償功能 此功能可以自動補償?shù)毒叩拈L短，以適應(yīng)加工中對刀具長度尺寸調(diào)整的要求。 （ 5）、 比例及鏡像加工功能 比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對稱加工，如果一個零件的形狀關(guān)于坐標(biāo)軸對稱，那么只要編出一個或二個象限的程序，而其余象限的輪廓可以通過鏡像加工來實現(xiàn)。 （ 6）、 旋轉(zhuǎn)功能 該功能可將編好的程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意角度來執(zhí)行。 （ 7） 子程序調(diào)用功 能 有些零件需要在不同的位置上重復(fù)加工同樣的輪廓形狀，將這一輪廓形狀的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復(fù)調(diào)用，就可以完成對該零件的加工。 （ 8）宏程序功能 該功能可用一個總指令代表實現(xiàn)某一功能的一系列指令，并對變量進行運算，使程序更具了靈活性和方便性。 數(shù)控銑床加工的特點 數(shù)控銑削加工除了具有普通銑床加工的特點外，還有如下的特點： （ 1），零件加工的適應(yīng)性強、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 28 寸的零件，如模具零件、殼體類零件等。 （ 2），能加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型 描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類的零件。 （ 3），能加工依稀裝夾定位后，需進行多道工序加工的零件。 （ 4），加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。 （ 5），生產(chǎn)自動化程序高，可以減輕操作者的勞動強度。有利于生產(chǎn)管理者自動化。 生產(chǎn)效率高。 （ 6），從切削原理上講，無論是端銑或是周銑都屬于斷續(xù)切削方式，而不像車削那樣連續(xù)切削，因此對刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性，在干式切削狀況下，還要求良好的紅硬性。 數(shù)控銑床的加工工藝范圍 銑削加工是機械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削 ，也可以對零件進行鉆、擴、鉸 、鏜、锪加工和螺紋加工等。數(shù)控銑削主要適合于下列幾類零件的加工 。 平面類零件 平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。 直紋曲面類零件 直紋曲面類零件是指由直線依某種規(guī)律移動所產(chǎn)生的曲面類零件。如下圖所示零件的加工面就是一種直紋曲面，當(dāng)直紋曲面從截面（ 1）至截面（ 2）變化時，其與水平面間的夾角從 3度 10分均勻變化為 2度 32 分，從截面（ 2）至截面（ 3）時，又均勻變化為 1度 20分，最后到截面（ 4），斜角均勻變化為 0度。直紋曲面類零件的加工面不能展開為平面。 當(dāng)采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工直紋曲面類零件時，加工面與銑刀四周接觸的瞬間為一條直線。這類零件也可在三坐標(biāo)數(shù)控銑床上采用行切加工法實現(xiàn)近似加工。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 29 圖 直紋曲面 立體曲面類零件 加工面為空間曲面的零件成為立體曲面類零件。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點接觸，若采用其他刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。加工立體面曲面類零件一般使用三坐標(biāo)數(shù)控銑床，采用以下二種加工方法。 （ 1） 行切加工法 采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進行二軸半坐標(biāo)控 制加工，即行切加工法。如下圖所示，球頭銑刀沿 xy 平面的曲線進行直線插補加工，當(dāng)一段曲線加工完后，沿 x 方向進給△ x 再加工相鄰的另一曲線，如此依次用平面曲線來逼近整個曲面。相鄰二曲線間的距離△ x 應(yīng)根據(jù)表面粗糙度的要求及球頭銑刀的半徑選取。球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能選的大一些，以增加刀具厚度，提到散熱性，降低表面粗糙度值。加工凹圓弧時的銑刀球頭半徑必須小于被加工曲面的最小曲率半徑。 圖 行切加工法 （ 2） 三坐標(biāo)聯(lián)動加工 采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床三軸聯(lián)動盡愛國，即 進行空間直線插補。如半球形，可江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 30 用行切加工法，也可用三坐標(biāo)聯(lián)動的方法加工。這時，數(shù)控銑床用 x、 y、 z 三坐標(biāo)聯(lián)動的空間直線插補，實現(xiàn)球面加工，如下圖所示 圖 三坐標(biāo)聯(lián)動加工 數(shù)控銑床銑刀 最大切削深度 及其結(jié)構(gòu)和 直徑的選擇 1，直徑的選擇 銑刀直徑的選用 視產(chǎn)品及生產(chǎn)批量的不同差異較大，刀具直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。 （ 1）平面銑刀 選擇平面銑刀直接時主要考慮刀具所需功率應(yīng)在機床規(guī)律范圍內(nèi)，也可將機床主軸直徑作為選取的依據(jù)。平面 銑刀直接可按 D=（ d 為主軸直徑）選取。在批量生產(chǎn)時，也可按工件切削寬度的 倍選擇刀具直徑。 （ 2）立銑刀 立銑刀直接的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機床的最高轉(zhuǎn)數(shù)能否達到刀具的最低切削速度（ 60m/min） （ 3） 槽銑刀 槽銑刀的直接和寬度應(yīng)根據(jù)加工工件尺寸選擇，并保證其切削功率在機床允許的功率范圍內(nèi)。 2， 數(shù)控銑床銑刀的 最大切削深度及其結(jié)構(gòu)選擇 1，銑刀的最大切削深度 不同系列的可轉(zhuǎn)位面銑刀有不同的最大切削深度。最大切削深度 越大的刀具所用刀片的尺寸越大，價格也越高，因此從節(jié)約費用、降低成本的角度考慮，選江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 31 擇刀具時一般應(yīng)按加工的最大余量 和刀具的最大切削深度選擇合適的規(guī)格。當(dāng)然，還要考慮機床的額定功率和剛性應(yīng)能滿足刀具使用最大切削深度的需要 2，銑刀結(jié)構(gòu)的選擇 銑刀一般由刀片、定位原件、夾緊原件和刀體組成。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式，刀片定位原件的結(jié)構(gòu)又有不同類型，因此銑刀的結(jié)構(gòu)形式有多種，分類方法也較多。選用時，主要可根據(jù)刀片排列方式。刀片方式可分為平裝結(jié)構(gòu)和立裝結(jié)構(gòu)二大類。 （ 1） 平裝結(jié)構(gòu)（刀片徑向排列） 圖 平裝結(jié)構(gòu)銑刀 平裝結(jié)構(gòu)銑刀（如上圖所示）的刀體結(jié)構(gòu)工藝性好，容易加工，并采用無孔刀片（刀片價格較低，可重磨）。由于需要夾緊原件，刀片的一部分被覆蓋，容屑 空間較小，且在切削力方向上的硬質(zhì)合金截面較小，故平裝結(jié)構(gòu)的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。 （ 2）立裝結(jié)構(gòu)（刀片切向排列 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 32 圖 立裝結(jié)構(gòu)銑刀 立裝結(jié)構(gòu)銑刀（如上圖所示）的刀片只用一個螺釘固定在刀槽上，結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)位方便。雖然刀具零件較少，但刀體 的加工難度較大，一般需用五坐標(biāo)加工中心進行盡愛國。由于刀片采用切削力夾緊，夾緊力隨切削力的增大而增大，因此可省去夾緊原件，增大了容屑空間。由于刀片切向安裝，在切削力方向的硬質(zhì)合金截面較大，因而可進行大切深、大走刀量切削，這種