数控刀具范文篇1

[关键词]刀具补偿；数控编程；应用

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）08-0323-01

引言

大多数数控车床都具有刀具自动补偿功能，加工前操作人员只要将相关补偿值输入到规定的存储器中，数控系统就能自动进行刀具补偿。无论刀尖圆弧半径、刀具磨损还是刀具位置的变化都无需更改加工程序，因而编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。在数控铣床上进行轮廓表面的铣加工时，切削刀具移动的轨迹实质上是刀具中心的移动轨迹，刀具被理想化为一点。但是，实际的刀具既有一定半径又有一定长度，不同种类的铣刀其刀心点位置也有一定差异，从而造成刀具中心轨迹和工件轮廓不重合。当刀具补偿功能应用于数控编程时需按工件轮廓进行编程，数控系统会自动计算刀心轨迹并进行补偿。

1刀具补偿的目的

刀具补偿是补偿实际加工中所用的刀具与编程时使用的理想刀具或对刀时用的基准刀具之间的差值。这个差值的存在，会导致实际加工出来的零件不符合图纸尺寸的要求.如果数控系统不具备刀具补偿功能或不使用该功能编程，则只能按刀心轨迹进行编程，即在编程时给出刀具的中心轨迹，计算相当复杂，尤其是刀具磨损、重磨或换新刀时，必须重新计算刀心轨迹修改程序，这样既繁琐，又不能够保证加工精度.而将刀具补偿功能应用于数控编程时，则只需按工件轮廓进行，数控系统会自动计算刀心轨迹并进行补偿。另外，将此项补偿功能应用于没有更换刀具的情况时，如果刀具的半径和长度发生变动，把变动量作为加工余量进行技术处理，同样可以起到简化手工编程程序、提高数控加工效率的作用。下面以FANUC数控系统为例详细阐述刀具补偿功能在数控编程中的应用。

2刀具补偿的种类

刀具补偿主要分为半径补偿和长度补偿两种。半径补偿又可分为左刀补G41（在刀具前进方向左侧补偿）和右刀补G42（在刀具前进方向右侧补偿），参照下图；长度补偿又可分为正向偏置G43（补偿轴终点加上偏置值）和负向偏置G44（补偿轴终点减去偏置值）。

3数控车削中刀具补偿的应用

3.1刀具长度补偿的应用

刀具几何尺寸补偿可用于补偿实际刀具形状或刀具安装时产生的与标准刀具的位置误差，而刀具磨损补偿则用于补偿刀具使用磨损后刀具头部尺寸与原始尺寸的误差值。

3.2刀尖圆弧半径补偿的应用

由于假想的刀尖并不是刀刃圆弧上的一点，因此在车削锥面、倒角或圆弧时，可能会造成切削加工不足或切削过量的现象，图1描述了切削锥面时因切削加工不足而产生的加工误差。

此时可以用刀尖圆弧半径补偿功能来消除由于刀尖圆弧半径引起的工件尺寸和形状误差。应用实例：加工如图2所示零件的外轮廓面，程序如下：

……

N02G42G00X60Z290；//进刀并执行刀尖圆弧半径右补偿

N04G01X120W-150F0.3；//车削第一个锥面

N06X200W-30；//车削第二个锥面

N08Z50；//车削200外圆

N10G40G00X300Z300；//退刀并取消刀尖圆弧半径右补偿

注意：刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。

例1：考虑刀具半径补偿，1所示零件的加工程序：要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工，设加工开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为10mm。

例2：考虑刀具长度补偿，零件的加工程序：要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工。

3.3刀具长度补偿指令G43、G44

G17指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到Z轴；G18指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到Y轴；G19指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到X轴.刀具长度补偿分为正向偏置和负向偏置（如图2）.所谓正向偏置，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具长，指令格式为G43H，使刀具沿Z轴正方向移动，偏置量由H及后面的号码确定；所谓负向偏置，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具短，指令格式为G44H，使刀具沿Z轴负方向移动，偏置量由H及后面的号码确定.各个刀具的偏置量存放在偏置存储器中，用H00～H99来指定偏置号.

3.4执行刀具长度补偿时注意事项：

（1）垂直于G17/G18/G19所选平面的轴受到长度补偿；（2）偏置号改变时，新的偏置值并不加到旧偏置值上。

4刀具补偿在编程过程中的灵活应用

手工编制数控铣床加工程序时，可以预先在刀具表中设置虚拟的刀具长度和半径补偿量。设置依据是余量（根据刀具及工件的材料的性质、尺寸、结构、工艺系统刚度等因素综合确定）。比如占用H50～H55，D50～D55刀具号码，在加工之前以MDI方式手动输入完成。

把复杂的加工任务编制成子程序，执行时，可以调用不同的刀具号码进行补偿，多次循环子程序。这样，在没有更换刀具的情况下，会产生不同的让刀量进行切削加工，相当于对工件实施粗加工、半精加工和精加工。这种加工方式非常适合没有刀库的数控铣床。笔者称这种编程技巧为“虚拟刀具补偿”。虚拟半径刀具补偿通常使用的场合是：内、外平面轮廓加工及平面区域加工。虚拟半径数值（以MDI方式输入的刀具半径）等于刀具实际半径加上本次加工预留余量。虚拟刀具长度补偿通常应用于规则曲面区域加工和参数线加工等。对于不同种类的铣刀，长度补偿数值略有不同，以立式铣床为例，可简单总结为刀心点到工作面的距离尺寸（比如球头铣刀，就是球头半径）加上本次Z轴方向预留加工余量。

参考文献

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[4]肖苏华.线切割自动编程系统关键技术研究与开发[J].模具工业，2010，36（11）：57-59.

数控刀具范文

在20世纪，六七十年代，提出了刀具补偿的概念，通过刀具补偿，来减少编程人员的失误，依据刀具理论、实际路线来设计编程，进而提高编程的效率。在使用刀具补偿概念时，对于编程人员，往往依据工件的轮廓、尺寸来设计编程，最终建立、执行刀补。在这之后，由数控系统自行计算、调整刀位点，从而促进工作效率的提高。随着科学技术的发展，对刀具补偿的研究越来越深入，尤其把其应用到实践之中，对于刀具补偿，积极发挥好的作用在数控加工中，其补偿方式很多，包括:单一补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿等。对于这些补偿方式，一旦积极有效地运用在加工过程中，能够很好地解决刀具出现的轨迹问题，提高加工的效率［1］。

2刀具补偿在数控加工中的作用

在数控加工中，使用刀具补偿，从其基本的原理、应用原则开始分析，以及结合工作经验来提高刀具补偿的应用效果。尤其需要了解在数控加工中刀具补偿的功能、从而促进实际应用的成效，根据刀具补偿的指令、使用等特点，来实施对应的刀补方式。

2．1刀具长度补偿在数控加工中的作用

对于数控加工，往往依据加工工件的要求、需要等，更换刀工指令，进而选取适宜的刀具完成加工，而刀具的长度会随时发生改变。随着刀具长度的变化，改变了非基准刀位点的起始位置，也改变了基准刀位点的起始位置，使其不能重合，所以，需要改变刀具的长度，进行适当的处理，减少零件报废，或撞刀等问题出现。通过实施刀具长度补偿，减少不必要问题的出现，以及提高编程、加工的效率。在使用刀具长度补偿，确保刀具以垂直的方向落在刀平面上，最多偏移一个刀具长度的修正值，因此，在具体数控的编程过程中，一般不用分析刀具的长度。对于刀具长度补偿，还用来调整不同规格的刀具，或刀具的磨损，通过刀具长度补偿指令，来补偿刀具的改变，减少重新调整刀具的工作量。

2．2刀具半径补偿在数控加工中的作用

在数控加工过程中，其原则为“刀具相对于工件运动”，而在编程时，往往引进刀具半径补偿，依据刀具的大小，结合工件的轮廓，来使用刀具，即自己运转而偏离轮廓一定距离，即一个刀具的半径，减少出现多切问题。对于数控加工，往往在精度、效率、质量等方面提出要求，所以，对于数控编程、操作人员，应准确把握刀具半径补偿的定义、使用的方法。尤其刀具半径补偿值的设置要合理，确保加工的精度。对于刀具半径补偿，应结合理论轮廓编程来进行，通过使用刀具半径补偿概念，提高编程的效率。一般而言，刀具半径补偿仅仅用在铣刀类的刀具方面，依据工件尺寸进行编程，接着，以刀具半径为主，把其放在半径补偿的储存器中，在此后的加工中通过更改刀具半径补偿值来实现加工［2］。

2．3刀具补偿在数控加工中的技巧

为了很好地使用刀具补偿概念，需要准确把握刀具补偿的使用技巧，进而提高工作的效率。首先，分析刀具长度补偿，在其指令的使用中，应确定出正负补偿，及偏置量。对于正负补偿量，要依据Z轴的方向来得出，比如，在编程原点的Z坐标的正方向，作为刀具的刀位点，在这时，往往使用负补偿，即G44。而补偿功能代号H，其后的两位数字，往往用来代表一定数值，即刀具补偿的寄存器地址，具体指存放刀具长度的补偿值，把主轴的轴端中心当作起刀点，使用的刀具要离开轴端的偏置量，即长度为H。这样，杜绝指令使用出现错误，杜绝加工事故的发生，达到使用刀具补偿的目的。对于刀具长度补偿指令，往往随着刀具位置的变化而变化，所以，随着坐标的改变，来改变工件的坐标系，重新构建一个新的坐标系，在新的工件坐标系中，把加工程序中的Z坐标值引入进来，在这样的方式下，使得刀具长度补偿的计算简单化，促进工作编程。对于刀具半径补偿，首先，分析一下刀具半径补偿的功能、刀具的选择，刀具路径的确定等，以“少吃快走”为思想进行加工，利于加工的效率。另外，在加工中，需要及时更改自己的思维方式加工典型工件，提高加工的效率。而刀具半径补偿的应用技巧，要求数控加工人员根据自己的实际工作，不断分析总结经验，从而利于刀具半径补偿概念的使用［3］。

3刀具补偿应用中的注意事项

在数控加工中，往往使用刀补功能，这就需要从以下几点开始注意。其一，在建立，及取消刀补时，需要把握好刀具，即使其在刀补平面内完成运动。其二，使用刀具补偿时，把握好刀具运动的方向，杜绝加工方向出现错误，引起工件的浪费。另外，对于刀具补偿的指令，在具体应用中，必须以一定程序进行，即先下刀，再建立刀补、以及在抬刀后，取消刀补程序，确保刀补信息的充分、依据程序计算等。尤其杜绝出现抬刀前取消刀补，因为这样造成零件的报废。其三，在抬刀后，取消刀补，这样一来，使得刀具与工件距离远，杜绝刀具发生多切情况。

4结论

总而言之，对于现代数控加工，涉及刀具补偿概念，通过使用这个概念，利于加工工作的进行，提高加工的效率。只有合理利用刀具补偿，才能够增加加工的效率，同时，还能有效减少加工的工作量，以及减少计算的错误率等。同时，通过使用刀具补偿功能，利于加工的进行，解决刀具的磨损，发挥更大的功效。尤其更改刀具补偿常量、变量，能够更改传统刀补加工中常量、变量，进而提高刀补加工的功能，在具体加工中，不断积累经验、根据刀具补偿原理、概念，有效使用此类方法，不断丰富数控加工中刀补应用技巧、促进数控加工效率的提高。

作者:运庚丹单位:锦西工业学校

参考文献:

［1］张爱兵．浅谈刀具半径补偿的应用［J］．河南科技，2014(12)．

数控刀具范文

关键词：机械数控加工；刀具高效使用；加工产业

在机械数控的加工过程当中，人们为了控制和保障所要加工产品的质量，通常情况下都会让刀具保持高速运转的状态。而刀具作为加工的必要工具，长期的工作负荷会极大削减刀具本身的使用寿命。同时还受到工作过程当中其他因素的影响，刀具会呈现出不同程度的磨损。伴随着刀具磨损程度的提升，机械数控加工出来的产品质量就越低。产品质量的下降会严重影响企业的经济运行。一旦刀具的磨损程度达到某个临界点就有可能出现断刀的情形。断刀的次数的增多不但会影响产品的加工质量，还会增加企业的生产成本。为了避免这一情形的出现，在机械数控加工过程中需要提高刀具的使用效率，使刀具有限的寿命创造出最大的经济价值。而提高刀具的使用效率也成为了机械数控加工行业急需解决的难题，唯有解决这一技术难题，研究怎样才能高效使用刀具才能保障产品的质量，同时为企业创造可观的经济效益。

1机械数控加工中刀具的使用特点

在机械数控加工产业当中，刀具一直是影响生产效率和质量的关键因素。通常情况下工作人员要将刀具的转速维持在一定的标准下才能产生切削产品所需要的压力。在高速运转下的刀具本身的性质也发生变化，其中最明显的变化就是刀身表面会产生一定的弹性变化。刀身表面弹性化也会作用在加工的材料上面，使其也发生一定程度的弹性形变。当弹性形变的系数超过了材料本身所能承受的最大形变值时，材料的一部分便会在这种形变力的作用下从机床脱落下来变成碎屑。利用刀具高速运转使材料发生形变，进而改变材料的形状。在这个过程当中刀具在高速运转下与材料相接触产生了大量热量，由于热量的传导使得刀具本身也承受着高温，这种情况下刀具会因受热而产生额外的磨损。正是由于这部分因素导致刀身的额外磨损大大降低了刀具的使用寿命，若是不采取相对应的解决策略或者措施，将会大幅度提升机械数控加工行业的生产成本。为此工作人员在机械数控加工过程当中一定要实现对刀具的合理化运用，选择合理、科学且有效的生产方式就需要工人们了解刀具的整体结构、高速切削原理等相关的技术知识和理论。若是不对这些潜在的影响因素进行细致的分析和考虑将会持续增加刀具寿命的损耗。刀具磨损程度的增加也会直接影响机械数控加工中加工材料的精密度。与此同时，刀具损耗程度的增加也会提升企业的生产成本。该行业只有注重刀具损耗对生产成本、质量造成的影响，利用科学的管控和手段优化刀具的选择和使用，这样才能有效率的解决因刀具寿命问题出现的生产产品质量、成本及效率问题。1.1刀具的刚性。在影响刀具使用寿命的众多因素当中，刀具所具有的刚性是重要的影响因素。若是机械数控加工当中所选择刀具的刚性不足，在生产加工过程中，刀具的高速运转与材料的相接触会引发刀具剧烈的震动。出现这种状况，会严重影响加工过程中零件的精密度和加工效率。这时刀具的磨损程度也会随着刀具的剧烈震动而加快。刀具的使用寿命也会缩短。因此，在刀具的选择上要选取既符合基本的加工要求，同时也要选取刚性足够的刀具，如选取刀柄段的刀具就可以增强刀具本身的刚性。1.2刀具的互换性。机械数控加工产业由于生产工序的不同，需要利用不同种类的刀具对材料进行加工。因此可将刀具分成若干类别。在生产加工当中，工作人员可根据实际的加工情况选择合适的刀具，在选择刀具上面又会涉及刀具更换的问题。工作人员需要在保证刀具互换速度和进程的情况下，将需要更换的刀具精准安装在机床、刀库放上面。而刀具的刀柄也因为用途不同，需要视情况选择，用以机械数控加工生产的刀柄大致可分为直柄和锥柄两种。1.3刀具的系列化。机械数控加工生产对刀具的选择极为苛刻。由于机械数控加工是通过编程和管理实现机械加工过程的自动化。刀具高速运转的自动化需要考虑到各个影响刀具使用寿命的因素。生产过程当中，工作人员只需要将刀具安装固定在机床的主轴或者刀库上面便可进行零件的生产加工制造。而生产线稳定运行的前提却是要保证刀具选择的合理性，类似于刚性不足的刀具都或多或少对生产产品的质量和效率造成影响，因此，需要根据机床的性能、材料的性能以及工具的合理使用，将这些因素统筹纳入到生产假话当中。选择高标准的刀具以提高零件加工的精确度和效率，当然在刀具选择方面不能忽略了刀柄的作用。

2机械数控加工中刀具优化选用原则

为了进行高质量的加工生产，机械数控加工产业需要在刀具的选择上需要遵循一定的原则。在对零件形状塑造的过程中，由数控技术控制的机械加工产业的运作模式主要还是以人机互动原则为主。工作人员需要根据机床的性、材料的性能以及加工工序等综合因素合理选择加工所使用的刀具类型。刀具的选择既要满足机床和零件的基本要求外，同时也要将加工所处的工作环境、安装刀具的工艺以及刀具自身各方面所具有的参数都纳入到选择刀具的影响因素之中。除了保证刀具本身所具有的各项属性，在安装工艺方面也要配合整个生产流程，按照标准的采纳数不断提高刀具安装的角度从而保证加工零件的精准度。为了提升刀具的刚度，预防因刀具刚性不足而增加刀具的磨损，进而影响到刀具的使用寿命。工作人员可以尽量选择刀柄较短的刀具。刀具的选用原则更多的是依照零件的复杂程度、精密度进行选择，根据工序要求，对刀具进行优化，这样才能在符合生产工艺流程的标准下，降低企业的生产成本。2.1提高行业的生产效率。考虑到影响刀具使用寿命的一些主要因素，一般来讲，现阶段机械数控加工产业都会优先选择刀柄较短以及与刀具各方面的参数和属性匹配的机床。这种选择和搭配方法可以有效的提升生产线的产品加工质量。机械加工产业要想提升全流程的生产效率就必须在缩短生产时间的情形下，又能保证每个产品的加工质量。对大件物品进行加工时要做到一气呵成，同时也要保证加工工艺的精准度，而在这一层面要充分考虑到起决定因素的刀具的质量问题。根据工件的质量和表面的粗造程度来选择合适的刀具。2.2刀具尺寸与零件表面尺寸相符。在刀具的选择方面，工作人员都会视加工工件的实际尺寸进行选择。刀具选择过大过小都会影响整个加工工艺。该行业默认依照零件表面尺寸所选择的刀具准则。加工平面零件的周边轮廓要选择立铣刀；加工铣削平面要用到硬质合金；由高速钢材料做成的立铣刀则用来加工凹槽和凸台等工件；球形铣刀被用来加工自由曲面；在各种形状零件的加工工艺当中，为了保证曲面零件的加工精准度，必须选择平头刀具，在加工曲面、粗加工以及精加工方面平头刀具都会优于球头刀具。2.3换刀要按标准程序执行。由于当下机械数控加工产业所实行的是人机互动的加工模式。在刀具的更换方面工作人员要严格按照更换工艺或者标准进行作业。在部分型号的数控机床加工过程中，刀具的更换都需要由人来辅助完成。并且每次刀具更换的时间都很长。为了保证生产线的顺利进行，数控编程人员首先需要了解刀具的尺寸和刀柄的尺寸，以及了解换刀时刀具的调整方法。由于更换流程和步骤的复杂性需要尽量减少机械加工当中刀具的使用数量。同时也要合理的安排刀具的排列顺序，将精加工和粗加工分开进行操作。而为了提升机械数控机床的生产效率，可以使数控机床的自动换刀功能。2.4保证刀刃的锋利度。刀具的锋利程度同时也是确保整个机械生产加工质量的重要影响因素。刀具刀刃的锋利程度是切削工件的关键。刀具越锋利在高速运转的情况下可以减少刀具本身带来的振幅。若是刀具的刀尖存在破损的情况，会影响转削工作的进行。因此，为了不影响整个机械数控加工业的正常运转需要工作人员在安装和使用刀具前，检查刀具的刀刃是否完整，若发现刀具的刀刃存在的破损的情形要及时返修。同时工作人员也要定期检修刀具，这样可以保证刀具的完好程度，保证在工作过程当中刀具的正常使用。

3刀具长度的确定原则

3.1按实际情况确定刀具长度。在机械数控加工过程当中，要避免因刀具长度与工件不匹配而影响生产加工的顺利进行，若使用不合规的刀具会严重影响到工件的精密程度，同时也会影响刀具的使用寿命。为了保证生产的顺利开展，在刀具的选择上必须要保证切削刃的长度要大于工件的切削长度，以免影响正常切削。3.2保证刀具的精准度和稳定性。工件加工的精度和稳定性一直受到刀具的震动的影响，若是刀具过长，在刀具高速运转的情形下刀具与工件进行接触会产生剧烈的震荡。为此，在刀具的选择方面要将刀具的长度纳入到考量当中。3.3保证刀具不与工件发生碰撞。机械数控加工过程当中最忌刀具与工件发生碰撞，一旦高速运转的刀具与工件发生了碰撞时的接触，一是影响工作的进度和效率，二是会缩短刀具原有的使用寿命。为了避免正常加工的进行，要使刀具的程度大于孔的程度，为避免刀具和零件相互作用时所产生的震动，应当选择较短的刀具。3.4考虑到各个不同的要素。在机械数控生产加工过程中，影响刀具使用寿命、效率的因素有很多。排除主要影响刀具使用寿命的因素外，绝大多数情况下还不能忽视其他因素对其产生的影响。应该从刀具所处的运行情况，优化刀具选择方案，并结合到刀具选择的优劣来确定优化刀具的长度和深度。

4结语

总的来说，人们既要保障机械加工的生产质量和成本问题，同时也要开拓思维，按照现代制造产业的生产目标，极大促进了刀具的合理化使用。从根本上解决了机械数控加工过程中对刀具的合理使用。

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