数控车床加工中刀具补偿的应用研究

数控车床加工中刀具补偿的应用研究

刘青

中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116021

摘要：在近年来我国数控机床不断发展的背景下，机械加工工程也变得更加简单与便捷，并且随着相关技术的不断发展，加工质量也在不断提升我国的机械加工行业，在科技的引导下，朝着智能化和专业化的方向不断发展。本文中针对数控机床加工刀具的补偿方法和作用进行综合分析，积极阐述了这一功能的特点并增加了加工工件的尺度精度，最大限度的提高了刀具的质量以及生产效率，旨在为我国的数控机床机械加工工作提供帮助与参考。

关键词：数控机床；机械加工；刀具补偿；研究分析

数控机床是目前我国机械加工工作中必不可少的一项设备，而在近年来我国工业体系不断发展和完善的背景下，机械加工质量与精度。已经受到了机械领域相关工作人员的高度重视。但在数控机床实际运行过程中，容易受到多方面因素的影响，尤其是切削加工过程中，刀架在进行刀片的更换时，在更换完成后，刀片与之前始终存在精度和位置上的差异，而受到刀具磨损或刀尖圆弧半径等多方面误差的影响，加工的部件尺寸与精度必然会受到影响，对于部件的实际应用和生产都会产生影响，因此做好数控机床的刀具补偿方法研究，需要引起相关工作人员的高度重视，进而保障数控机床机械加工工作的精度更高。

1刀具补偿的理论研究与分析

1.1刀具补偿工作的重要性

数控技术是数字自动控制技术的简称，主要是通过计算机编程的形式，首先设置一部分的运行程序使刀具能够在某一固定的基准上按照预先设置的程序进行运动，进而保障机械加工的工作，能够按照最初的程序进行。从实际的运行状况来进行分析，可以发现切削刀片在使用一段时间后需要进行更换，而在进行刀片的更换时，始终存在一定的人为误差，并且刀片的圆弧半径和尺寸可能由于生产和使用的不同，均存在一定的差异，这就导致在机械加工过程中，由于刀片更换并不能使其始终固定在同一位置，如果在加工时无法保障新更换的刀片与以往的刀片的刀尖位置重合，也就会导致加工完成后的部件尺寸与精度无法达到应有的要求，对于工业化生产的进程会产生极大的影响。所以在这样的前提一下，相关工作人员如果不能按照相关要求和质量管理体系进行合理的刀具补偿，就会导致机械加工的精度和质量受到影响。

1.2刀具补偿的作用分析

刀具补偿工作的顺利开展对于现代化的智能机械加工来说有十分积极的作用，一方面来说，开展合理的刀具补偿能够弥补在使用过程中选择的刀具尺寸和安装位置，另一方面还能够有效避免，在设计与调整时存在的刀具误差，最大限度的保障的机械加工过程中的零件尺寸与图纸设计的尺寸相对一致，大大提高了机械加工的成品率和整体质量，对于我国的工业化发展有十分积极的作用。

1.3刀具补偿的基础方法

刀具补偿工作在开展是需要相关工作人员在编程过程中以刀架的中心位置作为原点，并且将加工过程中的刀片运动轨迹和刀片磨损通过一定的编程方法进行控制，并根据实际的加工状况进行综合分析与调控，进而降低机械加工过程中存在的误差。就目前来说，在进行刀具补偿是相关的工作并非是单一的，而是在进行处理时通过多方面的分析确认不同的补偿值，并将其作为数据模型进行综合表示通过对刀片加工磨损补偿偏移量以及几何位置的偏移量进行综合控制技，能够针对不同位置上的刀具和逆行位置进行对应补偿，同时也能够在对计算机进行编程后取消刀具的位置补偿，这样的现代化灵活刀具补偿方式大大提高了大规模机械加工工作的精准度，使刀具补偿工作的质量得到提升，并且还能够有助于使整体的机械加工工作质量提高，而这对于现代化的工业体系建设与完善有十分积极的作用。

2数控机床的刀具补偿方法分析

2.1刀具几何位置的有效补偿

在进行数控机床机械加工的实际过程中，为了保障施工的整体质量，工作人员需要采用试切的方式确定安装刀具的刀位点位置与编程设计工作设置的最佳刀位点之间位置的偏差状况，通过这种方式能够确定刀片实际位置与编程过程中存在的误差值状况，对于后续的机械加工以及刀具补偿工作的开展来说，有十分积极的作用。

首先在进行试切时，工作人员需要确定车床的坐标系，一般情况下需要将数控车床的卡盘旋转中心作为坐标原点，并根据施工需求建立垂直坐标系，而在启动机械设备后，首先应当进行归零操作，并根据最初建立的直角坐标系确定施工过程中各个关键点的位置坐标有助于开展后续的操作。在进行试刀时，工作人员需要选择合适的刀具，而一般情况下我国采用的是精车刀，其主要功能是保障校对精度，并且做好刀补值的清空处理。首先需要对试车刀具的端面进行测定，随后再手动退出刀具，并且在刀补表的001号位置输入坐标Z0，通过这一方式系统能够自动测算出第1把刀具在Z轴方向需要进行的刀补值。随后工作人员可以采用同样的方式对X轴和外轴的补值进行测定，根据需求做出相应的坐标系调整后则能够完成是切工作中的坐标轴补植。其次在进行处理时，在完成第1把刀的处理以后，需要换一把刀具对部件进行继续试切，沿着水平方向退刀，随后将测量结果最初的Z轴方向长度值输入到刀补表中002的位置，这样系统又能够计算出第2把刀具在垂直方向中的刀补值。在完成两次或者多次试切后，系统能够自动计算出不同刀具在不同方向上的刀谱直并完成数据编辑，进而保障后续施工过程中刀具在更换时的准确度，避免由于更换刀具误差而产生的刀片位移的情况。

2.2刀具刀尖的位置补偿

在进行实际操作时，刀具的刀尖部位面积极小，可以被看作是一个点，而在切削工作中很容易由于刀具运行磨损而形成一个微小的弧面，此时刀尖的面积相对来说会有一定的增加。而在进行机械设备的加工时加工时间在不断延长，标间运行的面积也会随之增大，此时加工的精度也会逐渐降低。此时工作人员需要针对刀尖位置进行圆弧补偿处理，才能够使刀具刀尖的精准度得到提避免于刀使用时间延长导致的加工精度受到影响。在整个坐标系中，由于刀尖的面积较小，所以刀尖可以采用点的形式来表现其位置和形状。但这也只是一种理论状况下和理想状态下的运行管理。实际上刀尖是一个具有微小半径的面，计算机在进行处理时，也仅仅只能够将其作为一个点来进行评估。为了能够确定具体的刀尖位置，工作人员需要针对刀尖的具体位置进行补偿，随后针对刀尖的位置嘛进行重新定义，通过数控系统中的软件编程设计来将刀尖的一个点转换为一个面进行补偿，使切削工作中的实际接触面位置始终保持在合理的范围内。除此之外，在进行刀具的刀尖补偿时，工作人员需要在刀具运行一段时间后进行刀具的更换，避免由于盐湖面积扩大而导致刀具在加工过程中精度受到影响。

总结

数控机床属于一种现代生产环境中具有较高自动化和智能化的机械生产和加工设备，由于切削磨损以及在进行刀片安装时受到相关工作人员以及多方面因素的影响刀片的使用必然也会对最终的加工精度和质量产生影响。因此需要根据不同刀具和机床的型号特点观察刀具的磨损以及刀具产生的圆弧半径变化进行综合分析，通过确定刀具几号位置的补偿以及圆弧半径补偿等不同的方式降低机械加工过程中产生的误差，使切削的需求得到满足，使我国的数控机床加工质量得到提升。

参考文献

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