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1、Bewise Inc. www.tool- Reference source from the internet. 刀具长度补偿功能，是数控机床的一项重要功能，在准备功能中用G43、G44、G49表示，但是若使用得不好很容易造成撞车和废品事故。下面以加工中心为例，介绍生产实践中常用的几种刀具长度补偿方法。1 刀具长度补偿功能的执行过程典型的指令格式为G43 Z_H_；或G44 Z_H_。其中G43指令加补偿值，也叫正向补偿，即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。相应的，G44指令减去预设的补偿值，也叫负向补偿。当指令G43时，实际执行的Z坐标值
2、为Z=Z_+(H_)； 当指令G44时，实际执行的Z坐标值为Z=Z_-(H_)； 这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果：指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。因此一般情况下，为避免指令输入或使用时失误，可根据操作者习惯采用两种方式：只用指令G43，H设正值或负值：H只设正值，用指令G43或G44。以下介绍使用较多的第一种情况。指令格式中Z值可以为0，但H0或H00将取消刀具长度补偿，与G49效果等同，因为0号偏值寄存器被NC永远置0。一般情况下，为避免失误
3、，通过设定参数使刀具长度补偿只对Z轴有效。例如当前指令为G43X_H_；时，X轴的移动并没有被补偿。被补偿的偏置值由H后面的代码指定。例如H1设20.、H2设-30.，当指令“G43 Z100.H1；”时，Z轴将移动至120.处：而当指令“G43 Z100. H2；”时，Z轴将移动至70.处。G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时，NC将首先执行G43(G44)。可以在固定循环的程序段中指令G43(G44)，这时只能指令一个H代码，刀具长度补偿同时对Z值和R值有效。在机床回参考点时，除非使用G27、G28、G30等指令，否则必须取消刀具长度补偿。为了安全，在一把刀加工结束或程序段结
4、束时，都应取消刀具长度补偿。现代数控机床基本上淘汰了纸带，用芯片存储程序和刀具长度补偿值，可以随时修改，但通过设置和修改补偿量避免和减少改动加工程序，避免和减少因此可能带 来的误改、改不全等事故发生也是很有意义的。有些数控机床在出厂时因为参数设定不当，造成存储保护开关只能禁止修改加工程序，这种情况是相当危险的。2 利用刀具长度补偿功能简化编程利用NC处理刀具长度补偿功能的原理，可以简化编程。在编制加工程序时，忽略不同刀具长度对编程数值的影响，可以只以一把假想长度的标准刀具进行编程， 这个假想长度也可以是0，以简化编程中不必要的计算，在正式加工前再把实际刀具长度与标准刀具长度的差值作为该刀具的长
5、度补偿数值设置到其所使用的H代码 地址内。试切时在零件或夹具上垂直于Z轴(平行于X、Y轴)的平面族内选择一个Z0平面，该平面是刀具长度补偿后编程的Z坐标0点。 一般以达到图纸尺寸的零件上的一个平面或台阶作为Z0平面，也叫对刀基准面。如果是切削毛坯，需先用一把铣刀通过试切建立这个平面。如下图所示，钻头 T1、镗刀T2、铣刀 T3是Z轴在机床零件点时的位置，标准刀具是前端抵至Z0平面的位置。1.钻头T1 2.镗刀T2 3.铣刀T3 4.标准刀具 5.工件 对刀基准面示意图根据用户购买机床时的实际配置，对刀有两种情况。有机外对刀仪一般以对刀仪供货时随机的校验棒作为标准刀具，把它装进主轴，.轴回到机床
6、零点，然后以手动方式使标准刀具的前端(一般是钢球)抵至Z0平面，可以用塞尺确认。把此时机床坐标系的Z轴值(负值)减去标准刀具的长度(正值)，注意是负值时得绝对值相加，把这个值(负值)设置为该工件坐标系的Z值。接着在对刀仪上测出所有加工刀具的长度，即主轴端面至刀尖的距离，然后把这些值(正值)分别作为每把刀的刀具长度补偿值。直接把此时机床坐标系的Z轴值(负值)设置为该工件坐标系的Z值。接着在对刀仪上测出所有加工刀具与标准刀具的长度之差，比标准刀具长的记为正值，比标准刀具短的记为负值，然后把这些值分别作为每把刀的刀具长度补偿值。没有机外对刀仪没有对刀仪的用户，一般采用前述的指令G43、H只设负值的方
7、式。分别把加工刀具装进主轴，Z轴回到机床零点，然后以手动方式使刀具的前端抵至Z0平 面。把此时机床坐标系的Z轴值(负值)直接作为每把刀的刀具长度补偿值。同时该工件坐标系的Z值永远置0。这种对刀过程，对大部分数控系统，在刀具偏置页 面下就可以显示当时的Z坐标值，可以直接把该值输入到补偿地址。应注意这时显示的Z坐标值一般是相对值，一定要切换到机床坐标系，否则很容易造成事故。有的操作者用一个对刀块确认刀具的前端抵至Z0平面，这样在输入补偿值或输入工件坐标系Z值时换算对刀块的厚度，也容易因加减搞错和漏加漏减造成事故。不同刀具的对刀点根据使用经验，为使程序调整简单，钻头、铣刀、镗刀等刀具以刀尖对刀。但是
8、对倒角刀具，比如锪钻、倒角镗刀、倒角立铣刀等以被倒角的孔口接触刀刃作为对刀点，这样可以简化倒角角度与Z轴进给长度的换算。 加工中心镗孔的刀具技术的应用2007-06-11 16:44刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等。和其它机械加工相比，镗孔加工是属一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片(或刀片座)要加工出像H7、H6这样的微米级的孔。随着加工中心的普及，现在的镗孔加工只需要进行编程、按扭操作等。正因为这样，就需要有更简单、更方便、更精密的刀具来保证产品的质量。这里主要从刀具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。 一、加工中心上镗
9、孔加工的特点 1.刀具转动 和车床加工不同，加工中心加工时由于刀具转动，便不可能在加工中及时掌握刀尖的情况来调节进刀量等。也不可能像数控车床那样可以只调节数控按扭就可以改变加工直径。这便成了完全自动化加工的一个很大的障碍。也正因为这样所以就要求镗刀必须具有微调机构或自动补偿机能，特别是在精镗时根据公差要求有时必须在微米级调节。 另外，加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断地改变，所以刀尖、工件的冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难的多。 2.刀具的颠振 镗孔加工时最常出现的、也是最令人头疼问题是颠振。在加工中心上发生颠振的原因主要有以下几点 1)工具系统的刚性：包括刀柄、镗杆、以及中间连接部分
10、的刚性。因为是悬臂加工所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时，工具系统的刚性尤为重要。 2)刀具系统的动平衡：相对于刀具系统的转动轴心，刀具自身如有一不平衡质量，在转动时因不平衡的离心力的作用而导致颠振的发生。特别是在高速加工时刀具的动平衡性所产生影响很大。 3)工件自身或工件的固定刚性：像一些较小、较薄的部件由于其自身的刚性不足，或由于工件形状等原因无法使用合理的夹具进行充分的固定。 4)刀片的刀尖形状：刀片的前角、刀尖半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也不同。 5)切削条件：包括切削速度、进给量、进刀量以及给切削油方式及种类等。 6)机器的主轴系统：机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能
11、以及主轴和刀柄之间的连接刚性。 3.刀具的装夹 在镗削孔时，最重要的是在加工中心上正确装夹刀具。在小孔镗削中，刀具的中心高是导致刀具失效的重要因素。如果刀具安装低于中心高，将影响刀具的加工性能。主要表现在： 1)切削刃相对于工件的主后角减小，导致刀具的后刀面与工件接触，使刀片与工件之间发生摩擦，当刀片旋转时，这种摩擦进一步会使刀尖发生偏离，导致刀具更深地切入工件。切削刃的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。 2)当刀具后角减小
12、时，刀片相对于工件的前角也增大，从而引起刀具刮削工件，引起刀具振动并损坏刀具。这种情况在镗削小孔时更为严重。 为此建议刀具安装应略高于中心高(但应尽可能接近中心高)。这样可使刀具相对于工件的法向后角增大，切削条件得到改善，如果加工时产生振动，刀尖会向下和向中心偏斜，从而接近理想的中心高。刀具也可轻微地退出，减小削伤工件的可能性。此外，刀具前角也将减小，这样可稳定工作压力。如果前角减小到0，就会产生太大的工作压力，导致刀具失效。所以在镗孔时，应选取正前角的镗刀，在镗1mm的小孔时，镗杆的直径只有0.75mm左右，使刀具承受的切削力减小。 4.切屑的排出 在镗削孔时，切屑的有效排出至关重要。加工时
13、，由于刀具在孔内，切削液很难到达切削刃，造成切屑排出困难，影响刀具寿命。为解决这一难题，一些刀具制造商开发出一种沿切削刃带冷却槽的刀片，使切削液直接流向切削刃，防止切屑堵塞和刀具损坏。二、刀具的选择基准 根据加工内容的不同镗刀的选择基准也不一样，一般来说，应注意系统本身的刚性、动平衡性、柔性、信赖性、操作方便性及寿命和成本。 1.一体式镗刀 古老的一体式镗刀主要用在批量产品的生产线或专用机上，但实际上机器的规格有多种多样：NT、MT、BT、IV 、CV 、DV等等。即使规格一样，大小也有不同。 即使规格、大小都一样，有可能拉钉形状、螺纹不一样，或者法兰面形状不一样。这些都使得一体式镗刀在对应上
14、遇到很大的困难。特别是近些年来，市场结构、市场需要日新月异，产品周期日益缩短，这就要求加工机械以及加工刀具具有更充分的柔性。所以一体式镗刀大多数已从工厂中消失。 2.模块式镗刀 模块式镗刀即是将镗刀分为：基础柄、延长器、减径器、镗头、刀片座、等多个部分，然后根据具体的加工内容（粗镗、精镗；孔的直径、深度、形状；工件材料等等）进行自由组合。这样不但大大地减少了刀柄的数量，降低了成本，也可以迅速对应各种加工要求，并延长刀具整体的寿命。 现在市场上存在着各种各样的模块式镗刀系统，它们的连接方式各有区别。诸如： BIG-KAISER方式：它只要靠一颗锥度为15的锥形螺丝来连接，固定时也只需要一支六角小
15、扳手，操作非常方便； 侧固式：这种连接方式仅仅是达到固定的目的。它的旋紧力的绝大部分都向着径向。不但连接体的端面不能密接，径向位置也会发生变化； 旋入式：虽然端面得到连接，但刀尖在圆周上的相位会发生变化； 后部拉紧式：端面的连接和跳动都较好，但操作性很差 当然市场上所具有类型远远不止以上几种，用户可根据需要选择所需类型的镗刀。 显而可见，模块式镗刀具有一体式镗刀无法比拟的优势。当然，这也需要模块式镗刀具有高连接精度和高连接刚性，以及高重复精度和高度的信赖性。 总而言之，模块式镗刀系统具有很大的优势，但并不是说只要是模块式就好。必须从连接刚性、精度、操作性、价格等多方面来衡量。 三、实例分析 毛坯尺寸：1008030（mm）材料为45#钢，刀具是模块式镗刀硬质合金材料。 (1)加工工艺：钻预置孔扩孔粗镗精镗 (2)刀具： 1、19.8钻头 2、24.8钻头 3、20镗刀 4、25镗刀 (3)程序： O0001 G54 G90 M03 S600 T1 G0 X0 Y0（钻20的预置孔） G43 H01 G0 Z20 G81 X30 Y25 Z-35 R5 F80 G91 G28 Z0 M06 T2（钻25的预置孔） G43 H02 G0 Z20 G81 X2
