刀具長度（dù）補償在數控銑削中的應用

0 引（yǐn）言

隨著製造業的轉（zhuǎn）型升級和結構調整，加工中心在（zài）企（qǐ）業中的應用越來越廣泛。加工中心與數控銑床的區別在於加工（gōng）中心有刀庫和自動換刀裝置，具有多工（gōng）序高（gāo）度集中的（de）工藝特點，在實際生產中為了提高生（shēng）產效（xiào）率和（hé）保證加工質量，常常會使用多把刀加工工件，刀具長度補償是實現多刀具在長度位置上統一的重（chóng）要手段。筆者重點（diǎn）研究（jiū）多把刀具長度補償時的標刀長度（dù）補（bǔ）償法，為更好（hǎo）地理解和應用刀具長度補償，高效加工（gōng）、質量控製具有一定的參考價值和實際意義（yì）。

1、刀具長度補償的原因

不同規格的刀（dāo）具( 如圖 1 所示) ，以（yǐ）及同一把刀具重（chóng）新裝（zhuāng）夾後或刀（dāo）具磨損（sǔn）後，刀（dāo）具的長度都會發生變化。如果（guǒ）給（gěi）每一把刀建立一個工件坐標係，刀具較多時會浪費大量的對刀時間。如果采用同（tóng）一個工件坐標係進行編程加工，需（xū）使用刀具長度補償功能（néng）。

2、標刀長度補償法

    2．1 標刀對刀

    在多（duō）把刀具中確定一把刀為標刀，並對標刀進行對刀操作、存儲（chǔ）對刀值到零點偏置寄存器（qì）( 如 G54) 中。

2．2 刀（dāo）具長度補償的（de）實施

第一（yī）步，獲取各刀的長度補償值（zhí）。如圖 2 所示，方法一: 各刀具刀尖相對（duì）於（yú）主軸端（duān）麵的長度 Ln( n 為各刀的刀號，以下同) 可以利用百分表測得］，也可以采用機外對刀儀測得。非（fēi）標刀相對於標刀的長度補償值 Hn= L非標刀－L標刀。方法二（èr）: 試切對刀（dāo）或者利用Z 軸設定器等對刀工具對刀獲得同一高度 時各刀（dāo）的 Zn。非標（biāo）刀相對於標刀的長度補償值 Hn= Z非標刀－Z標刀（dāo）。

第二步，將 Hn分別存入各刀長度補償（cháng）寄存器位置（zhì），標刀的 H 值為 0。

第三步，華（huá）中和 FANUC 數控係統程序用 G43Z××H×指令建立長度補償，用 G49Z××指令撤銷長度補償。

3、刀（dāo）具長度補償應用實（shí）例

某零件如圖 3 所示，毛坯為直徑140×365 盤料。

采用三把刀（dāo）加工，如（rú）圖4所示，自下而上T1為（wéi）直徑63 麵銑刀，銑上表麵; T2為直徑10 立銑刀，銑直槽; T3為直徑9．3 鑽頭，鑽通孔。采用華中 HNC－818B 係統數控銑床加工。

3．1 標刀對刀

    選取 T1為標刀，對刀到（dào）毛坯上表麵中心，如圖 5所示（shì），機床實際（jì） Z 坐標為 Z－309．472。Z 向預留 0．5mm 加（jiā）工餘量，因（yīn）此，存儲到 G54 中的坐（zuò）標為X－257．72，Y－124．722，Z－309．972。

3．2 獲得長度補償值

    如圖 6 所示（shì），T2、T3對刀到同一上表麵時，機床實際 Z 坐標分別為 Z－277．697 和 Z－165．667

由此可得，H1= 0; H2= (－277．697)－(－309．472)= 31775，考（kǎo）慮試切對刀有過切（qiē），再預留 0.5 的餘量，H2設置為 32.275; 同理 H3= (－165．667)－( －309．472)= 143．805，再 留 0．5 的餘量，H3設置為144．305。H 值為正說明非（fēi）標（biāo）刀比標刀長，需要向上補償，H 值為負，則非標刀需要向下補償（cháng）。

3．3 存（cún）儲長度補償值

    在刀補表中分別存入 H2和 H3值，如表 1 所列。

表（biǎo） 1 刀補表存儲的長度補償值

    3．4 實際加（jiā）工情況

    手動換（huàn）刀加工（gōng），數控程序如表（biǎo） 2 所列。

表（biǎo） 2 三把刀的加工程序

加工結果如圖8 所示，6 mm 深的直槽（cáo）測（cè）量結果為5．66 mm，分（fèn）析原因應為試切對刀時的過切造成的。

為滿足直槽的公差要求，T2的“長度磨損”設置了－0.325，如圖 9 所示。加工程序不變（biàn），再（zài）次（cì）運行（háng） T2程序，該尺寸合格。

4、注意事項

在刀具長度補償實際應用中，應注意以下（xià）幾點（diǎn）:①為（wéi）避免刀具更換（huàn）出錯，通常加工用的刀具應事先編號，並和程（chéng）序（xù）中的刀具（jù）號以及（jí）刀（dāo）補對應的刀具參數一致; ②為防止標刀因加工（gōng）損壞而增加對刀時間，可（kě）以設置一把不參與加工的專用（yòng）標刀; ③為防止對（duì）刀麵被去除而無法中途對刀，也可（kě）選（xuǎn）擇工件之外的某個特定表麵對刀獲得長度補償值; ④為防止刀具長度補償距離不夠而撞刀，程序中的安全高度( 如實例程序（xù）中（zhōng）的G0Z250) 數值要（yào）大（dà）於最大（dà）的（de）長度補償（cháng）值( 如實（shí）例中的144．305) 。

5、結 語

刀（dāo）具（jù）長度補償不僅可以用於數控銑床，還可以用於加（jiā）工中心，實例中的程序隻需增加自動換刀指令，再將（jiāng）三個程序按順序編寫為一個程序即可用於加工中心自動換（huàn）刀加工。當采用前文提到（dào）的機外（wài）對刀儀測量刀具長度時，可大量節省占用機床測量刀（dāo）具長度的時間，從（cóng）而提高生產效率。控製長度補償值即可有效控製零件的深度尺寸，又可用於分層加工。刀具長度（dù）補償的方（fāng）法很（hěn）多，隻有充分（fèn）理解刀具長（zhǎng）度補償（cháng）的意（yì）義，才能更好（hǎo）地應用於生產實際（jì）中。