浅谈如何用同一刀补值实现数控铣不同轮廓精加工
2014-07-03何旭锋
何旭锋
摘 要：本文结合笔者多年的数控铣参赛经验，介绍数控铣轮廓精加工时一个行之有效的编程技巧，即：如何用同一把精加工立铣刀、同一刀具半径补偿值来完成不同尺寸精度轮廓的精加工，解决数控铣加工中的一个技术难题。
关键词：数控铣 刀具半径补偿 精加工
中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0176-01
1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点及应用
1.1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点
用刀补指令编程，优点在于能直接沿轮廓编程，与传统的沿刀具中心轨迹编程相比，编程更为便捷、编程数量最少（粗、精加工能共用同一程序），尺寸精度的控制只需修改偏置值即可，所以也更为高效、准确。正因为用刀补编程有如此突出的优点，因此无论在企业生产实际中还是数控技能大赛中都有着非常广泛的应用。
1.2 用刀具半径补偿（刀补）编程应用
下面以编写图4中正方形轮廓的加工程序为例，介绍用刀补编程的具体应用（刀具：Φ12硬质合金立铣刀；工件材料：110×110 mm硬铝）。
O0001；
M03S1000；
G90G54G40G00X-70Y-60；
Z50；
Z0；
G01Z-5F60；
G41X-50D01F200；
Y50；
X50；
Y-50；
X-70；
G00Z100；
G40；
M30；
粗、精加工（图1）正方形轮廓，可共用以上程序，只要适当改下刀补值和转速值即可：粗加工为了留出精加工余量0.2 mm，故刀补取6.2 mm，粗加工切除余量较大，故转速较低取1000 mm/min；精加工为了达到尺寸的中间值，故刀补取6 mm（理论上），为了提高零件表面质量，故转速较高取2000 mm/min。
2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑及解决方法
2.1 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑
困惑一：零件上不同轮廓的尺寸极限偏差不一致，造成不同轮廓精加工刀补值也不同，导致控制每个尺寸精度费时、费力。
困惑二：零件上同一轮廓不同部位尺寸极限偏差不一致，导致同一轮廓也不能用同一刀补值进行精加工。如图2中，零件中间十字形凸台轮廓上的三个尺寸极限偏差均不同，通常尺寸极限偏差不一致就要用不同刀补值分别进行精加工，但如果把该轮廓拆分为三部分用不同刀补分别进行精加工，势必会造成各部分之间连接处痕迹明显。
2.2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓的解决方法
解决方法：精加工编程时，先根据每个尺寸的中间值画出各条轮廓线，然后根据画出的轮廓线用刀补进行编程，即可实现用同一把刀、同一刀补值来保证不同轮廓尺寸精度。
众所周知，带有尺寸公差的轮廓精加工后最理想的状态是达到尺寸的中间值，如图2中，十字形凸台轮廓中Φ50的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值49.945；Φ80的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值79.965；宽度16精加工后最理想的尺寸是达到中间值15.925。因此精加工编程时，可先用CAM软件根据每个尺寸中间值画出轮廓线，若用直径Φ12的立铣刀，理论上精加工刀补值取刀具半径6 mm便可保证轮廓上所有尺寸到达中间值。
但往往实际加工时，由于机床本身精度有高低、铣刀有磨损、铣刀刀杆伸出刀柄距离太长刚性下降出现让刀现象等因素，导致实际的精加工刀补值和理论值有偏差，因此找出实际的刀补值非常关键。由于实际的刀补值跟众多因素有关，因此在操作过程中应注意一下几点：首先应尽可能找一台精度较高的机床，选一把最新的四刃精加工立铣刀，并且装刀方法要正确，刀杆伸出刀柄长度要合适。其次是找出其中一个轮廓的实际精加工刀补值，可通过改变刀补值的方式多次试切找出最合适的刀补值。再次是检验之前的刀补值，用之前试出的刀补值对另一个轮廓进行精加工并用量具检验尺寸精度，确认该刀补值是否正确，如果不正确，就要仔细检查之前的操作是否有问题，比如刀具安装是否正确？量具是否校对正确？测量方法是否正确？查明原因后改进重试。如果正确，那么该刀补值就是合适的，用该刀补值便能合格完成其余轮廓的精加工，也就实现了用同一把刀同一刀补完成不同轮廓的精加工。
3 结语
总之，在数控铣轮廓精加工时，用同一把立铣刀、同一刀补值对零件不同轮廓进行精加工，不但零件整体的轮廓尺寸精度容易控制，而且能大大地缩短对每个轮廓的精加工时间，从而大幅度提高精加工效率。因此，无论在企业的生产实际中还是数控技能大赛中，此方法都有着重要的意义。
参考文献
[1] 卓良福，邱道权.全国数控技能大赛经典加工案例集锦（数控铣床/加工中心部分）[M].华中科技大学出版社，2010：15-26.
[2] 姚德强.数控铣床加工工艺与技能[M].电子工业出版社，2013：5-12.
[3] 周晓宏.数控加工技能综合实训[M].机械工业出版社，2011：20-30.
[4] 郑书华，张凤辰.数控铣削编程与操作训练[M].2版.高等教育出版社，2010：4-12.endprint
摘 要：本文结合笔者多年的数控铣参赛经验，介绍数控铣轮廓精加工时一个行之有效的编程技巧，即：如何用同一把精加工立铣刀、同一刀具半径补偿值来完成不同尺寸精度轮廓的精加工，解决数控铣加工中的一个技术难题。
关键词：数控铣 刀具半径补偿 精加工
中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0176-01
1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点及应用
1.1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点
用刀补指令编程，优点在于能直接沿轮廓编程，与传统的沿刀具中心轨迹编程相比，编程更为便捷、编程数量最少（粗、精加工能共用同一程序），尺寸精度的控制只需修改偏置值即可，所以也更为高效、准确。正因为用刀补编程有如此突出的优点，因此无论在企业生产实际中还是数控技能大赛中都有着非常广泛的应用。
1.2 用刀具半径补偿（刀补）编程应用
下面以编写图4中正方形轮廓的加工程序为例，介绍用刀补编程的具体应用（刀具：Φ12硬质合金立铣刀；工件材料：110×110 mm硬铝）。
O0001；
M03S1000；
G90G54G40G00X-70Y-60；
Z50；
Z0；
G01Z-5F60；
G41X-50D01F200；
Y50；
X50；
Y-50；
X-70；
G00Z100；
G40；
M30；
粗、精加工（图1）正方形轮廓，可共用以上程序，只要适当改下刀补值和转速值即可：粗加工为了留出精加工余量0.2 mm，故刀补取6.2 mm，粗加工切除余量较大，故转速较低取1000 mm/min；精加工为了达到尺寸的中间值，故刀补取6 mm（理论上），为了提高零件表面质量，故转速较高取2000 mm/min。
2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑及解决方法
2.1 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑
困惑一：零件上不同轮廓的尺寸极限偏差不一致，造成不同轮廓精加工刀补值也不同，导致控制每个尺寸精度费时、费力。
困惑二：零件上同一轮廓不同部位尺寸极限偏差不一致，导致同一轮廓也不能用同一刀补值进行精加工。如图2中，零件中间十字形凸台轮廓上的三个尺寸极限偏差均不同，通常尺寸极限偏差不一致就要用不同刀补值分别进行精加工，但如果把该轮廓拆分为三部分用不同刀补分别进行精加工，势必会造成各部分之间连接处痕迹明显。
2.2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓的解决方法
解决方法：精加工编程时，先根据每个尺寸的中间值画出各条轮廓线，然后根据画出的轮廓线用刀补进行编程，即可实现用同一把刀、同一刀补值来保证不同轮廓尺寸精度。
众所周知，带有尺寸公差的轮廓精加工后最理想的状态是达到尺寸的中间值，如图2中，十字形凸台轮廓中Φ50的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值49.945；Φ80的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值79.965；宽度16精加工后最理想的尺寸是达到中间值15.925。因此精加工编程时，可先用CAM软件根据每个尺寸中间值画出轮廓线，若用直径Φ12的立铣刀，理论上精加工刀补值取刀具半径6 mm便可保证轮廓上所有尺寸到达中间值。
但往往实际加工时，由于机床本身精度有高低、铣刀有磨损、铣刀刀杆伸出刀柄距离太长刚性下降出现让刀现象等因素，导致实际的精加工刀补值和理论值有偏差，因此找出实际的刀补值非常关键。由于实际的刀补值跟众多因素有关，因此在操作过程中应注意一下几点：首先应尽可能找一台精度较高的机床，选一把最新的四刃精加工立铣刀，并且装刀方法要正确，刀杆伸出刀柄长度要合适。其次是找出其中一个轮廓的实际精加工刀补值，可通过改变刀补值的方式多次试切找出最合适的刀补值。再次是检验之前的刀补值，用之前试出的刀补值对另一个轮廓进行精加工并用量具检验尺寸精度，确认该刀补值是否正确，如果不正确，就要仔细检查之前的操作是否有问题，比如刀具安装是否正确？量具是否校对正确？测量方法是否正确？查明原因后改进重试。如果正确，那么该刀补值就是合适的，用该刀补值便能合格完成其余轮廓的精加工，也就实现了用同一把刀同一刀补完成不同轮廓的精加工。
3 结语
总之，在数控铣轮廓精加工时，用同一把立铣刀、同一刀补值对零件不同轮廓进行精加工，不但零件整体的轮廓尺寸精度容易控制，而且能大大地缩短对每个轮廓的精加工时间，从而大幅度提高精加工效率。因此，无论在企业的生产实际中还是数控技能大赛中，此方法都有着重要的意义。
参考文献
[1] 卓良福，邱道权.全国数控技能大赛经典加工案例集锦（数控铣床/加工中心部分）[M].华中科技大学出版社，2010：15-26.
[2] 姚德强.数控铣床加工工艺与技能[M].电子工业出版社，2013：5-12.
[3] 周晓宏.数控加工技能综合实训[M].机械工业出版社，2011：20-30.
[4] 郑书华，张凤辰.数控铣削编程与操作训练[M].2版.高等教育出版社，2010：4-12.endprint
摘 要：本文结合笔者多年的数控铣参赛经验，介绍数控铣轮廓精加工时一个行之有效的编程技巧，即：如何用同一把精加工立铣刀、同一刀具半径补偿值来完成不同尺寸精度轮廓的精加工，解决数控铣加工中的一个技术难题。
关键词：数控铣 刀具半径补偿 精加工
中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0176-01
1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点及应用
1.1 用刀具半径补偿（刀补）编程优点
用刀补指令编程，优点在于能直接沿轮廓编程，与传统的沿刀具中心轨迹编程相比，编程更为便捷、编程数量最少（粗、精加工能共用同一程序），尺寸精度的控制只需修改偏置值即可，所以也更为高效、准确。正因为用刀补编程有如此突出的优点，因此无论在企业生产实际中还是数控技能大赛中都有着非常广泛的应用。
1.2 用刀具半径补偿（刀补）编程应用
下面以编写图4中正方形轮廓的加工程序为例，介绍用刀补编程的具体应用（刀具：Φ12硬质合金立铣刀；工件材料：110×110 mm硬铝）。
O0001；
M03S1000；
G90G54G40G00X-70Y-60；
Z50；
Z0；
G01Z-5F60；
G41X-50D01F200；
Y50；
X50；
Y-50；
X-70；
G00Z100；
G40；
M30；
粗、精加工（图1）正方形轮廓，可共用以上程序，只要适当改下刀补值和转速值即可：粗加工为了留出精加工余量0.2 mm，故刀补取6.2 mm，粗加工切除余量较大，故转速较低取1000 mm/min；精加工为了达到尺寸的中间值，故刀补取6 mm（理论上），为了提高零件表面质量，故转速较高取2000 mm/min。
2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑及解决方法
2.1 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓时的困惑
困惑一：零件上不同轮廓的尺寸极限偏差不一致，造成不同轮廓精加工刀补值也不同，导致控制每个尺寸精度费时、费力。
困惑二：零件上同一轮廓不同部位尺寸极限偏差不一致，导致同一轮廓也不能用同一刀补值进行精加工。如图2中，零件中间十字形凸台轮廓上的三个尺寸极限偏差均不同，通常尺寸极限偏差不一致就要用不同刀补值分别进行精加工，但如果把该轮廓拆分为三部分用不同刀补分别进行精加工，势必会造成各部分之间连接处痕迹明显。
2.2 用刀具半径补偿（刀补）精加工轮廓的解决方法
解决方法：精加工编程时，先根据每个尺寸的中间值画出各条轮廓线，然后根据画出的轮廓线用刀补进行编程，即可实现用同一把刀、同一刀补值来保证不同轮廓尺寸精度。
众所周知，带有尺寸公差的轮廓精加工后最理想的状态是达到尺寸的中间值，如图2中，十字形凸台轮廓中Φ50的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值49.945；Φ80的圆精加工后最理想的尺寸是达到中间值79.965；宽度16精加工后最理想的尺寸是达到中间值15.925。因此精加工编程时，可先用CAM软件根据每个尺寸中间值画出轮廓线，若用直径Φ12的立铣刀，理论上精加工刀补值取刀具半径6 mm便可保证轮廓上所有尺寸到达中间值。
但往往实际加工时，由于机床本身精度有高低、铣刀有磨损、铣刀刀杆伸出刀柄距离太长刚性下降出现让刀现象等因素，导致实际的精加工刀补值和理论值有偏差，因此找出实际的刀补值非常关键。由于实际的刀补值跟众多因素有关，因此在操作过程中应注意一下几点：首先应尽可能找一台精度较高的机床，选一把最新的四刃精加工立铣刀，并且装刀方法要正确，刀杆伸出刀柄长度要合适。其次是找出其中一个轮廓的实际精加工刀补值，可通过改变刀补值的方式多次试切找出最合适的刀补值。再次是检验之前的刀补值，用之前试出的刀补值对另一个轮廓进行精加工并用量具检验尺寸精度，确认该刀补值是否正确，如果不正确，就要仔细检查之前的操作是否有问题，比如刀具安装是否正确？量具是否校对正确？测量方法是否正确？查明原因后改进重试。如果正确，那么该刀补值就是合适的，用该刀补值便能合格完成其余轮廓的精加工，也就实现了用同一把刀同一刀补完成不同轮廓的精加工。
3 结语
总之，在数控铣轮廓精加工时，用同一把立铣刀、同一刀补值对零件不同轮廓进行精加工，不但零件整体的轮廓尺寸精度容易控制，而且能大大地缩短对每个轮廓的精加工时间，从而大幅度提高精加工效率。因此，无论在企业的生产实际中还是数控技能大赛中，此方法都有着重要的意义。
参考文献
[1] 卓良福，邱道权.全国数控技能大赛经典加工案例集锦（数控铣床/加工中心部分）[M].华中科技大学出版社，2010：15-26.
[2] 姚德强.数控铣床加工工艺与技能[M].电子工业出版社，2013：5-12.
[3] 周晓宏.数控加工技能综合实训[M].机械工业出版社，2011：20-30.
[4] 郑书华，张凤辰.数控铣削编程与操作训练[M].2版.高等教育出版社，2010：4-12.endprint
