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[M]機(jī)械工業(yè)出版社,2001。還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì)，養(yǎng)育之恩沒齒難忘；感謝我的伴侶雷德坤，無(wú)論在精神還是在物質(zhì)上都給予我莫大的支持；感謝我的同窗好友李靜，在我最困難的時(shí)候總能給予我安慰和鼓勵(lì)，讓我重拾信心。感謝我的恩師們。也就是說，在程序命令方式下，可以通過修改刀具長(zhǎng)度偏置寄存器中的值達(dá)到控制切削深度的目的，而無(wú)需修改加工零件程序。（3）本程序重復(fù)運(yùn)行了4次，前2次循環(huán)主要是切除工件外部多余的金屬，第3次循環(huán)為半精加工（ ），第4次循環(huán)為精加工。（3）利用刀具半徑補(bǔ)償銑削平面或槽用機(jī)床自動(dòng)刀補(bǔ)的方法，可用同一個(gè)程序、同一把刀具，通過設(shè)置不同大小的刀具半徑補(bǔ)償值，用環(huán)切的方法來進(jìn)行銑槽（ 平面）的加工。這樣，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)刀具補(bǔ)償時(shí)，無(wú)論刀具半徑大小如何變換，無(wú)論刀位點(diǎn)定在何處，只需要直接按零件圖紙上的輪廓軌跡進(jìn)行編程，在整個(gè)程序少量地加上幾個(gè)刀補(bǔ)開始及刀補(bǔ)解除的代碼指令，控制系統(tǒng)將根據(jù)程序中的刀補(bǔ)指令自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的刀具偏置，確保刀具刃口切削出符合要求的輪廓。（3）撤消刀具半徑補(bǔ)償。刀具由起刀點(diǎn)接近工件，刀具半徑補(bǔ)償偏置方向由G41（左補(bǔ)償）或G42（右補(bǔ)償）確定，在原來的程序軌跡基礎(chǔ)上伸長(zhǎng)或縮短一個(gè)刀具半徑值。，實(shí)線為所需加工的零件輪廓，虛線為刀具中心軌跡。圖5 刀具半徑補(bǔ)償量的用法之一刀具半徑補(bǔ)償指令是數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最多、最重要的指令，離開該指令，數(shù)控銑床就不可能加工出復(fù)雜和高精度的零件。從圖中可以看出，當(dāng)設(shè)定補(bǔ)償量為ac時(shí)，刀具中心按cc運(yùn)動(dòng)，第二次設(shè)定補(bǔ)償量為ab時(shí)刀具中心按bb運(yùn)動(dòng)完成切削。即可)。1)方法一O0003 Nl0 G54 G90 G17 G00 X0 Y0 ZI00 S300 TOl M03 N20 G41 X20 Y9 D0l N30 YlO N40 Z2 N50 G0l Z10 F100 N60 Y50N70 X50N80 Y20N90 X10N100 G00 N100 M05N1l0 X0 Y0N120 M30按此程序運(yùn)行時(shí)，N3段和N6的指令是相同方向，因此從N2開始刀樸啟動(dòng)后，在P1(20，9)點(diǎn)上即作出了與N3段前進(jìn)方向垂直向左的矢量，刀具中心也就向著該矢量終點(diǎn)移動(dòng)。3)刀補(bǔ)起點(diǎn)的位王要合理若P1點(diǎn)坐標(biāo)選為(20，25)，則即使按01的方法編程，運(yùn)行時(shí)也會(huì)出現(xiàn)超差現(xiàn)象，原因是刀補(bǔ)起點(diǎn)位置選得不恰當(dāng)。過程來完成，即刀位點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)刀具半徑的過程，要有足夠的距離過渡，而這距離要求比刀具半徑大，一般大于或等于三分之二刀具直徑值。下面舉例說明，若以上程序改為如下編制．則會(huì)出現(xiàn)如圖5所示的進(jìn)刀超差現(xiàn)象：00002 N10 G54 G90 G17 G00 X0 Y0 Z100 S300 T0l M03N20 G41 X20 Y10 D01N40 Z2N50 G0l Z一10 F100 N60 Y50N70 X50N80 Y20N90 XlON100 G00 Z100 M05Nll0 G40 XO Y0N120 M30原因是當(dāng)從N2段進(jìn)入刀補(bǔ)啟動(dòng)階段后，只能讀人NN5兩段，但由于z軸是非刀補(bǔ)平面而且讀不到N6以后的段，也就作不出矢量，確定不了進(jìn)刀的方向。它的方向是與N6段前進(jìn)方向的垂直朝左、大小為刀補(bǔ)值。2)刀補(bǔ)狀態(tài)從N3開始進(jìn)入刀樸狀態(tài)，在此狀態(tài)下，G01 G02 G03 G00都可用，也是每段都先行讀入兩段，自動(dòng)按照啟動(dòng)階段的矢量作法，作出每個(gè)沿前進(jìn)方向左側(cè)加上刀補(bǔ)的矢量路徑。圖1中所示的G41是相對(duì)于刀具前進(jìn)方向左側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，也稱左刀補(bǔ)”J，G42是相對(duì)于刀具前進(jìn)方向的右側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，也稱右刀補(bǔ)，G40取消刀補(bǔ)。這樣，對(duì)一些輪廓復(fù)雜的零件，計(jì)算起來相當(dāng)麻煩，工作量相當(dāng)大。如圖2所示。刀位點(diǎn)一般是指刀具的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，圖l是常用刀具的刀位點(diǎn)示意圖。虛擬刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償通常應(yīng)用于規(guī)則曲面區(qū)域加工和參數(shù)線加工等 。 這樣,在沒有更換刀具的情況下,會(huì)產(chǎn)生不同的讓刀量進(jìn)行切削加工,相當(dāng)于對(duì)工件實(shí)施粗加工、半精加工和精加工。編程時(shí)要用刀具半徑補(bǔ)償，對(duì)刀時(shí)要考慮刀尖圓弧半徑。4 )必須在刀具補(bǔ)償頁(yè)內(nèi)的假想刀尖位置處填入該把刀具的假想刀尖位置號(hào)碼， 以作為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償之依據(jù)?？梢跃幊虄蓚€(gè)坐標(biāo)軸，如果只給出一個(gè)坐標(biāo)軸的數(shù)據(jù)，則第2個(gè)坐標(biāo)軸自動(dòng)地以最后編程的尺寸賦值。刀具離開工件，從刀具中心與編程軌跡偏離一個(gè)刀尖圓弧半徑過渡到假想刀尖與編程軌跡重合。( 2 )刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行。直線段矢量方向從起點(diǎn)指向終點(diǎn)，而圓弧起點(diǎn)及終點(diǎn)的半徑為矢量，方向由圓心指向起點(diǎn)或終點(diǎn)，刀具半徑的矢量方向由零件加工程序段輪廓指向刀具圓心，其大小等于刀具半徑，在加工過程中始終垂直于輪廓軌跡。圖4 過切或欠切現(xiàn)象由于CNC系統(tǒng)對(duì)刀具半徑補(bǔ)償是采用交角轉(zhuǎn)接或直接轉(zhuǎn)接的方法，CNC自動(dòng)計(jì)算出本程序段與下一程序段刀具中心軌跡的交點(diǎn)坐標(biāo)?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具圓角半徑補(bǔ)償器,具有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能(即G41 左補(bǔ)償和G42右補(bǔ)償功能),對(duì)于這類數(shù)控車床,編程員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進(jìn)行編程,編程時(shí)可假設(shè)刀具圓角半徑為零,在數(shù)控加工前必須在數(shù)控機(jī)床上的相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)輸入刀具圓弧半徑值,加工過程中,數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑自動(dòng)計(jì)算假想刀尖軌跡,進(jìn)行刀具圓角半徑補(bǔ)償,完成零件的加工刀具半徑變化時(shí),不需修改加工程序,只需修改相應(yīng)刀號(hào)補(bǔ)償號(hào)刀具圓弧半徑值即可。(4) 刀尖半徑補(bǔ)償在下列的工作模式中不起作用：G32 、G34 、G7 G7 G7 G7G7 G76 、G92。本文主要介紹數(shù)控車削加工中常見的刀尖圓弧半徑半徑補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)問題。但在進(jìn)行倒角、錐面及圓弧的切削時(shí)則會(huì)產(chǎn)生誤差。在實(shí)際對(duì)刀時(shí)，我們把刀具的A點(diǎn)作為端面切削點(diǎn)，B點(diǎn)作為外徑切削點(diǎn)。由于切削點(diǎn)沿著圓弧不斷在變化，加工會(huì)產(chǎn)生尺寸誤差。編制數(shù)控車床加工程序時(shí),理論上是將刀刀尖看成一個(gè)點(diǎn),但為了提高刀具的使用命和降低加工工件的表面粗糙度,通常將刀磨成半徑不大的圓弧(一般圓弧半徑R ﹣),所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對(duì)刀尖圓角半徑進(jìn)行補(bǔ)償,僅按照工件輪廓進(jìn)行編制的程序來加工,勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生加工誤差。在編制工件粗、精加工程序的過程中，合理運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能，可以極大減少計(jì)算工作量，提高加工效率。一個(gè)工件的外形加工分粗加工和精加工，粗加工程序編好后只完成粗加工，由于經(jīng)過粗加工，工件形尺寸發(fā)生了變化。當(dāng)銑刀加工工件的內(nèi)外輪廓時(shí)，就用得上刀具半徑補(bǔ)償。其它各刀都需要進(jìn)行以上操作,從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。利用機(jī)外對(duì)刀儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床外校對(duì)好,以便裝上機(jī)床后將對(duì)刀長(zhǎng)度輸入相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)即可以使用。刀具安裝后,先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右端面,再沿X 向退刀,將右端面與工原點(diǎn)距離N 輸入數(shù)控系統(tǒng),即完成這把刀具Z 向?qū)Φ哆^程。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床在和學(xué)校中流行廣泛，其具有性能簡(jiǎn)化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。如果系統(tǒng)中有刀具尺寸補(bǔ)償功能，可在操作面板上輸入相應(yīng)的修正值，是加工出的工件尺寸仍然符合圖樣要求。在建立、執(zhí)行刀補(bǔ)后，由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)調(diào)整刀位點(diǎn)到刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。在數(shù)控機(jī)床的加工過程中，可以清楚看出刀具（或電極絲、激光等，以下統(tǒng)稱為刀具）中心的運(yùn)動(dòng)軌跡與工件已加工輪廓不重合，這是因?yàn)楣ぜ喞堑毒咭赃\(yùn)動(dòng)包絡(luò)的方式形成的。通過刀具褂償功能指令，CNC系統(tǒng)可以根據(jù)輸補(bǔ)償量或者實(shí)際的刀具尺寸，使機(jī)床能夠自動(dòng)地加工出符合程序要求的零件。數(shù)控機(jī)床一般都具有刀具補(bǔ)償功能，所以在編程時(shí)可以不考慮刀具的實(shí)際尺寸f如長(zhǎng)度和半徑等)，從而簡(jiǎn)化了編程工作。在使用數(shù)控機(jī)床加工零件的過程中，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡不等同于工件外形輪廓。為了提高刀尖強(qiáng)度，降低加工表面粗糙度，通常在刀尖( 假想刀尖) 處制有一回弧過渡刃。當(dāng)?shù)毒吣p或更換后，加工程序不變，只須更改程序中刀具補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。此項(xiàng)研究為現(xiàn)場(chǎng)操作人員和學(xué)習(xí)數(shù)控操作和編程的人員快速處理加工中補(bǔ)償問題提供了很大的幫助。數(shù)控加工工藝及編程【M】 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。【11】李粉霞．?dāng)?shù)控編程時(shí)刀具半徑補(bǔ)償指令的幾種妙用[J]．機(jī)械工程與自動(dòng)化，2007(1)：153—155?！?】張建鋼．?dāng)?shù)控技術(shù)[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社．2000。 2003.【4】[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)出版社,1997。設(shè)計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排：1：11月25日12月20日，閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行課題/論文調(diào)研；2：12月21日12月25日，撰寫選題報(bào)告；3：12月26日1月15日，撰寫開題報(bào)告；4：1月1日3月27日，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)說明或畢業(yè)論文，整理并修改畢業(yè)設(shè)計(jì)/畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯；5:3月28日4月4月3日，論文審核；6:4月，準(zhǔn)備答辯。這樣加工出的零件將超差，不合格。 1 ) 格式。(二) 刀尖回角半徑補(bǔ)償方法。2 ) 為了激活刀尖半徑補(bǔ)償，在一個(gè)或兩個(gè)坐標(biāo)軸都處于非切削狀態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)段中編入G41或G42，至少其中一個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)編程量大于或等于刀尖圓角半徑值。3 數(shù)控車削加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償有關(guān)問題：編制數(shù)控車床加工程序時(shí)，理論上是將車刀刀尖看成一個(gè)點(diǎn)，但為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓弧( 之間)，所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對(duì)刀尖圓角半徑進(jìn)行補(bǔ)償，僅按照工件輪廓進(jìn)行編制的程序來加工，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生加工誤差。4) 淬硬工件的加工。 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段：研究?jī)?nèi)容：1數(shù)控車床加工的對(duì)象： 數(shù)控車床是目前使用比較廣泛的數(shù)控機(jī)床，主要用干軸類和盤類回轉(zhuǎn)