刀具摩耗补偿功能在数控车削加工中的应用

1 引言

　　刀具补偿是数控机床所具有的重要功能之一，通过刀具补偿可以修正由于刀具形状的变换所带来运动轨迹的变换，或者通过补偿来修正由于刀具磨损所带来的运行轨迹的改变，从而保证在加工过程中不需要修改程序，一直保持较高的加T精度及表面质量。刀具补偿通常分为刀具的几何补偿和刀尖圆弧半径补偿两大类，刀具几何补偿又分为刀具的几何位置补偿和刀具摩耗补偿，本文仅就刀具摩耗补偿在数控车削中的使用进行介绍。

2 刀具摩耗补偿原理介绍

　　当某把车刀批量加工一批零件后，刀具自然磨损后将导致刀尖位置尺寸改变，通过补偿来修正由于刀具磨损所带来的运行轨迹改变的补偿方法被称为刀具摩耗补偿。由于车刀形状的特殊性，在使用过程中较容易产生磨损，正确的运用刀具摩耗补偿来进行修正就显得尤为重要。本文以FANUC 0i系统为例，以一个简单的回转件的加工过程来说明刀具摩耗补偿在数控车削中的应用。

3 实例介绍

　　在卧式数控车床上加工如图1所示的阶梯轴类零件，零件毛坯为Φ35x100，材料为45钢。以工件的右端面中心为工件坐标系的原点，该零件的外圆加工程序如下：

4 刀具摩耗补偿在加工过程中的使用

　　该零件精度要求较高，为了避免加工时由于对刀不准确直接产生废品，在程序运行前即在刀具摩耗表中输入补偿值，这样不仅可以避免产生废品，还可以起到细化加工阶段的作用，具体的操作步骤如下：在机床操作面板上按下OFFSET键，打开刀具补偿界面如图2，然后按图2下方软键“摩耗”出现图3界面。再在相应的补偿项下输入一个正值，该实例加工中，第2把刀为精加工车刀，由于z向精度要求不高，只对X向进行补偿，那么在02行X项下输入正值，在该例中输入0.5，输入后如图3所示。这样按照原程序加工后，如果刀具没有磨损，对刀也正确无误的话，加工完后，各外圆尺寸应该还留有0.5mm的余量。如果存在误差，可以按实际值进行修正，再进行加工，如上例中西20尺寸，按上述程序加工完后，测量尺寸为+20.6，那么直接把摩耗中的数值0.5改成-0.11，刀具即会向前修正0.61，继续运行精加工程序段N2，即可完成零件的加工，保证中值。当然修正也可以分多次修正，即每次按实测值相应减少摩耗中对应刀具的刀补值，直至满足加工要求。通过这样的方式相当于把原来的精加工过程改成了半精加工过程，使得加工阶段细化，不仅保证了加工精度，还提高了表面质量。

　　通过这种方法可以修正外圆加工，对于其他加工项目也同样可以按照此法进行修正，直至满足加工要求，可以在很大程度上避免由于对刀不正确而直接造成废品。

　　需要注意的是，该方法只适宜修正还有加工余量的情况，同时这种方式并不是适用于所有刀路，只适用于2D形状以及采用等高加丁方式的3D形状刀路。

5 结语

　　数控加工过程中，影响加工精度的因素很多，在加工的过程中，采用恰当的方法保证加工精度，可以使加工过程事半功倍，灵活运用各种刀具补偿及正确的编制程序是保证加工质量的重要因素。