刀具長度補償在（zài）數控銑削中的應用

0 引言

隨著製造業的轉型升級和結構（gòu）調整，加工中心（xīn）在企（qǐ）業中的應用越來越廣泛（fàn）。加工中（zhōng）心與數控銑床的區別在於加工中心有刀庫和自動換刀裝（zhuāng）置，具有多工序高度集中的工藝特點，在實際生產中為了提（tí）高（gāo）生（shēng）產效率和保證加（jiā）工質量，常常會使用多把刀加工（gōng）工件，刀具長度補償是實現多刀具在長（zhǎng）度位置上統一的重要手段。筆者（zhě）重點研究多把刀具長度補償時的標刀長度補償法，為更好地理解和應用刀具長（zhǎng）度補償，高效加工、質量（liàng）控製具有（yǒu）一定的參考價值（zhí）和實際意義。

1、刀具長度補償的原（yuán）因

不（bú）同規格的（de）刀具( 如圖 1 所示) ，以及同一把刀具重新裝夾後或刀具磨損後，刀具的長度（dù）都會（huì）發生變化。如果給每一把刀建（jiàn）立一個工件坐標係，刀具較（jiào）多時會浪費大量的對刀時間。如果采用同一個工件坐（zuò）標係進行（háng）編程加工，需使（shǐ）用刀具長（zhǎng）度補償功能。

2、標刀長度補償法

    2．1 標刀對刀

    在多把刀（dāo）具中確定一把刀為標刀，並（bìng）對標刀進行對刀操作、存儲對刀值到零點偏置（zhì）寄存器( 如（rú） G54) 中。

2．2 刀具長度補償（cháng）的實施

第一步，獲取各刀的長度補（bǔ）償值。如圖（tú） 2 所示，方法（fǎ）一（yī）: 各刀具刀（dāo）尖相對於主軸端麵的長度 Ln( n 為各刀的刀號，以下同) 可以利用百分表測得］，也可以采（cǎi）用機外對刀儀測得。非標刀（dāo）相對於標刀的長度補（bǔ）償值 Hn= L非標刀－L標（biāo）刀。方法二: 試切對刀或者（zhě）利用Z 軸設定器等對刀工（gōng）具對刀獲得同一高度 時各刀的 Zn。非標（biāo）刀相對於標刀的長度補償值 Hn= Z非標刀－Z標刀。

第（dì）二（èr）步，將 Hn分別（bié）存（cún）入各刀長度補償寄存器位（wèi）置，標刀的 H 值為 0。

第三步，華中（zhōng）和 FANUC 數控係（xì）統（tǒng）程序（xù）用 G43Z××H×指令建立長度補償，用 G49Z××指令撤銷長度補償。

3、刀具長度補償應用實例

某零件（jiàn）如圖 3 所示，毛（máo）坯為直徑140×365 盤料。

采用（yòng）三把刀加工，如（rú）圖4所示，自下而上（shàng）T1為直徑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（tōng）孔。采（cǎi）用華中 HNC－818B 係統數控銑床加（jiā）工。

3．1 標刀（dāo）對刀

    選取 T1為標刀，對刀到毛坯上表麵中心，如圖 5所示，機床實際 Z 坐標為 Z－309．472。Z 向預留 0．5mm 加工餘量，因此，存儲到 G54 中的坐標為X－257．72，Y－124．722，Z－309．972。

3．2 獲得長度補償值

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

由此可得，H1= 0; H2= (－277．697)－(－309．472)= 31775，考慮試切對刀有過切，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（liú） 0．5 的餘量，H3設置為144．305。H 值為正說明非標（biāo）刀比標刀長，需要向上（shàng）補償，H 值為負，則非（fēi）標刀需（xū）要向下（xià）補償（cháng）。

3．3 存儲（chǔ）長度補（bǔ）償值

    在刀補表中分別存入 H2和 H3值，如表 1 所列。

表 1 刀補表存儲的長度補償值

    3．4 實際加（jiā）工（gōng）情況

    手動換刀加工，數控（kòng）程序如表 2 所列（liè）。

表 2 三把刀的加工程序

加工結果如圖8 所示，6 mm 深（shēn）的直槽測量結果為5．66 mm，分析原因應為試切對刀時（shí）的過切造成的（de）。

為滿足（zú）直槽的公（gōng）差要求，T2的“長度（dù）磨損（sǔn）”設置（zhì）了－0.325，如圖 9 所示。加工程序不變，再次運行 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（yīng）注意以下幾點:①為避免刀具更換出錯（cuò），通常加工用的刀具應事先編號，並和程序中的刀具號以及刀補對應的刀具參數一致; ②為防止標刀因加工損壞而（ér）增加對刀時間，可以設置一把不參與加工的專用標刀; ③為防止對（duì）刀麵被去除而無（wú）法中（zhōng）途對刀（dāo），也可選擇工件之外的某個特定表麵對刀（dāo）獲得長度（dù）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( 如實例程序中的G0Z250) 數值要大於最大的長度補償值( 如實例中的144．305) 。

5、結（jié） 語

刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償不僅可以用於數控銑床，還可以用於加工中心，實例中的程序（xù）隻需（xū）增加自動換刀（dāo）指令，再將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刀加工。當采用前文提（tí）到的（de）機外對刀儀測量刀具長度（dù）時，可大量節省占用機床測量刀具長度的（de）時間，從（cóng）而提高生產效率。控製長度補償（cháng）值（zhí）即可有效控製零件的深度尺寸，又可用於分層加工。刀具長度補（bǔ）償（cháng）的方法很多（duō），隻有充分（fèn）理解刀具長度補償的意義，才能更好地應用於生產實際中。