摘要：刀具補(bǔ)償是數(shù)控機(jī)床上重要的功能，公道使用刀具補(bǔ)償功能在數(shù)控加工中有著非常重要的作用。本文就如何靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值進(jìn)行數(shù)控加工，以保證數(shù)控加工的性和正確性等題目進(jìn)行了闡述。
數(shù)控加工中的刀具補(bǔ)償主要有刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓δ苁强墒刮覀冇砂吹缎能壽E編程變?yōu)榘垂ぜ喞M(jìn)行編程，這樣省往了刀心軌跡的人工計(jì)算，不僅簡(jiǎn)化了編程而且進(jìn)步了程序的正確性，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償（只對(duì)于二坐標(biāo)和三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工有效，對(duì)四、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工無效）的功能是可使我們由按刀具長(zhǎng)度定位基準(zhǔn)點(diǎn)編程轉(zhuǎn)變?yōu)榘吹都饣虻缎倪M(jìn)行編程，同樣簡(jiǎn)化了編程，進(jìn)步了正確度。
一、如何靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值來適應(yīng)刀具的變化
在零件的自動(dòng)加工中，刀具的磨損、重磨或更換新刀是經(jīng)常發(fā)生，靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值就*可以避免當(dāng)?shù)毒吣p、重磨或更換時(shí)需要新修改程序的工作，在零件加工過程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差則不能滿足加工要求。假設(shè)原來設(shè)置的刀補(bǔ)值為r1，經(jīng)過一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的減小量為δ；此時(shí)可僅修改該刀具的刀補(bǔ)值由原來的r1改為r2（r2=r1-δ）如圖1而不必改變程序。同樣，當(dāng)?shù)毒咧啬ズ笠嗫烧沾颂幚?。?dāng)需要更換刀具時(shí)可以用新刀具的半徑值作為刀補(bǔ)代替原有程序的刀補(bǔ)值進(jìn)行加工。由此可見，正是由于刀補(bǔ)值的改變適應(yīng)了刀具的變化。由此編程職員還可在未知實(shí)際使用刀具尺寸的情況下，先假定刀具的大概尺寸來進(jìn)行編程，實(shí)際加工時(shí)，對(duì)于半徑補(bǔ)償可用實(shí)際刀具半徑代替假設(shè)刀具半徑；對(duì)于長(zhǎng)度補(bǔ)償；將實(shí)際使用刀具長(zhǎng)度值輸進(jìn)到寄存器中即可。
圖1刀具磨損、重磨或更換后加工程序不變
二、如何靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值來完成工件的粗、精加工
用刀補(bǔ)值可以實(shí)現(xiàn)同一程序，同一刀具的粗加工和精加工，其補(bǔ)償方法為：如圖2：設(shè)刀具半徑為r，精加工余量為△。粗加工時(shí)，輸進(jìn)刀具直徑d=2（r+a），到加工出虛線輪廓完成粗加工；精加工時(shí)，同一程序，同一刀具只需輸進(jìn)刀具直徑d=2r，則加工出實(shí)線輪廓，完成精加工。若還需半精加工，只要定好半精加工量，也可效仿此法。
圖2利用刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行粗、精加工
三、如何靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值來保證輪廓尺寸精度
如圖3，由于工藝系統(tǒng)存在一定的剛度，在銑削刀作用下，刀具在實(shí)際切削過程中存在讓刀現(xiàn)象，或機(jī)車年久失修造成的本身誤差而*導(dǎo)致實(shí)際輪廓尺寸與理論輪廓尺寸的偏差。其中讓刀量的大小取決于工藝系統(tǒng)的剛度和被加工材料等因素。通常，在粗加工，半精加工時(shí)，由于切削余量較大且不均勻，讓刀量較大；在進(jìn)行精加工時(shí)，加工余量相對(duì)穩(wěn)定，可方便地通過實(shí)測(cè)獲取精加工時(shí)的讓刀量△。具體操縱方法是：可通過實(shí)測(cè)工件的尺寸，獲取精加工時(shí)的讓刀量△；對(duì)要求較高的加工部位，可實(shí)測(cè)精加工時(shí)力，應(yīng)用測(cè)力儀測(cè)定在程序給定切削余量，切削速度下的動(dòng)態(tài)銑削力。在靜態(tài)情況下，可以用已測(cè)的銑削力為載荷，測(cè)出刀具的讓刀量△。此后可根據(jù)讓刀量△修改寄存器中的刀補(bǔ)值。這樣可*依據(jù)零件的理論輪廓尺寸編寫精加工程序，在不改變加工程序的情況下，用刀補(bǔ)值來補(bǔ)償加工中由于工藝系統(tǒng)的讓刀或機(jī)床本身誤差所引起的工件輪廓尺寸與實(shí)際尺寸之間的偏差，從而進(jìn)步輪廓加工精度。
圖3刀補(bǔ)值與實(shí)際切削輪廓
四、如何靈活運(yùn)用刀補(bǔ)值簡(jiǎn)化對(duì)刀操縱
數(shù)控加工前的對(duì)刀工作是一項(xiàng)精細(xì)的工作，必須正確無誤，在使用多把刀加工同一零件時(shí)，必須通過對(duì)刀來設(shè)置各把刀的力補(bǔ)值。以確定在其工件坐標(biāo)系中的正確位置。通常是以第1把刀作為基準(zhǔn)，找出其余各把刀相對(duì)于第1把刀的偏移量并輸進(jìn)相應(yīng)的刀補(bǔ)寄存器。但當(dāng)碰到基準(zhǔn)刀（即第1把）需要更換或刃磨時(shí)，則對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)就會(huì)隨之改變，其余各把刀的刀補(bǔ)值亦會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，均需重新對(duì)刀，故批量加工生產(chǎn)中直接影響加工效率，帶來諸多不便。為此，可在對(duì)刀時(shí)，以第1次安裝的基準(zhǔn)刀位置為理想的對(duì)刀基準(zhǔn)，更換基準(zhǔn)刀后，可以相對(duì)于基準(zhǔn)刀位置的偏差值為刀補(bǔ)值，修改第1把刀的刀補(bǔ)值即可，這樣，基準(zhǔn)位置沒有發(fā)生變化，其余各把刀也無須重新對(duì)刀。同理，當(dāng)其余各把刀需要重磨或更換時(shí)也只需對(duì)刀一次即可完成。編制數(shù)控程序前，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)先確定正確、公道的基準(zhǔn)刀，基準(zhǔn)刀的正確選擇與設(shè)定，可給編程、對(duì)刀、修改和加工中途換刀、刃磨都帶來很大方便?；鶞?zhǔn)刀一般應(yīng)選擇不需經(jīng)常刃磨、強(qiáng)度高、耐磨好的刀，一般象鉆花、中心鉆，鉸刀或其他復(fù)雜刀具不宜作基準(zhǔn)刀。
五、應(yīng)用刀補(bǔ)編程時(shí)要防過切題目
在應(yīng)用刀補(bǔ)時(shí)，應(yīng)避免由于編程不當(dāng)而引起的零件過切現(xiàn)象。根據(jù)刀補(bǔ)處理原理，在刀補(bǔ)處理過程中一般有3個(gè)程序段在活動(dòng)，在刀具半徑補(bǔ)償后的程序中應(yīng)有平面軸的移動(dòng)段指令。否則將出現(xiàn)進(jìn)刀過切題目，在編程中經(jīng)常出現(xiàn)以下情況。
1、兩個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間有2個(gè)輔助功能程序段，那么，在刀補(bǔ)計(jì)算時(shí)就無法獲得2個(gè)相鄰輪廓段的信息，有可能造成過切現(xiàn)象，如：
…………
n15g91x100
n16m08n17m53n18g01y-50
n19x65
其對(duì)應(yīng)加工過程如圖4所示，在拐角處的軌跡變?yōu)閺腶—>b，這是由于在a處執(zhí)行n16，n17兩段后產(chǎn)生的過切現(xiàn)象。
圖4加工中的過切現(xiàn)象
2、在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間有一個(gè)運(yùn)動(dòng)為0的運(yùn)動(dòng)指令時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)為0的程序段沒有零件輪廓信息，因此刀補(bǔ)時(shí)此會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象，如：
…………
n15g91x100
n16x0
n17y-50
其對(duì)應(yīng)加工過程如圖5，在*拐角處，其切削軌跡為a—＞b，這是由于在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)切削指令之間，有一個(gè)位移為0的運(yùn)動(dòng)指令（n16x0），以致于在系統(tǒng)未獲得足夠的輪廓信息的情況下，產(chǎn)生過切現(xiàn)象。
圖5加工中的過切現(xiàn)象
當(dāng)然，在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間假如有一條輔助功能指指令和一條位移為0的運(yùn)動(dòng)指令時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象。
3、當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償啟動(dòng)后的下兩段程序段中沒有平面軸的運(yùn)動(dòng)指令段時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象，如：
…………
n05g91g17g00m03n06g41x20y10d0l
n07z-98（起刀點(diǎn)距工件表面100mm，刀具快進(jìn)至工件表面上方2mm處）
n08g01z-12x100（切深l0mm）
n09y50
n10x20
…………
其切削的過切現(xiàn)象如圖6所示，其原因是在n05段啟動(dòng)刀具半徑補(bǔ)償后，只能讀進(jìn)下兩段n06，n07程序，而z軸不是刀具半徑補(bǔ)償軸，確定不了前進(jìn)方向，使得刀具中心直接從s點(diǎn)移動(dòng)到a點(diǎn)，從而產(chǎn)生了過切現(xiàn)象。
圖6加工中的過切現(xiàn)象
總之，刀補(bǔ)值在數(shù)控加工中有著非常重要的作用。靈活、公道地運(yùn)用刀補(bǔ)值，并結(jié)合刀補(bǔ)原理正確編制程序是保證數(shù)控加工率，高精度的重要因素。