1、基于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償分析摘要數(shù)控機(jī)床的刀具補(bǔ)償功能差異很大，我經(jīng)過三年的一線車間教學(xué)實訓(xùn)經(jīng)驗，通過對不同數(shù)控機(jī)床的刀具補(bǔ)償功能較全面的分析和計算，熟悉其各自特點，掌握其刀具補(bǔ)償應(yīng)用技能，從而在理論教學(xué)和實踐操作中能順利解決各種具體實際問題。 關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床刀具補(bǔ)償?shù)毒哕壽E計算刀位點 一、刀具補(bǔ)償功能簡介 使用數(shù)控機(jī)床的人都知道，用立銑刀在數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心上加工工件時，可以清楚看出刀具中心的運動軌跡與工件已加工輪廓不重合，這是因為工件輪廓是立銑刀以運動包絡(luò)的方式形成的。立銑刀的中心（底端面與軸線相交點）稱為刀具的刀位點，刀位點的運動軌跡即代表刀具的運動軌跡。在數(shù)控加工中，是按工件輪廓

2、尺寸編制程序，還是按刀位點的運動軌跡編制程序，顯然是完全不一樣的，需要根據(jù)具體情況來處理。 如圖1所示，在數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心中，由于數(shù)控系統(tǒng)有刀具補(bǔ)償功能，可按工件輪廓尺寸進(jìn)行程序編制。建立、執(zhí)行刀補(bǔ)后，數(shù)控系統(tǒng)會自動計算，刀位點自動調(diào)整到刀具運動軌跡上。直接利用工件尺寸編制加工程序，刀具磨損時可重磨刀片（此時需根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整刀具補(bǔ)償值）或更換刀具，而加工程序不變，因此使用簡單、方便。 目前，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床（部分機(jī)床無刀具補(bǔ)償功能）性能簡化、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，在企業(yè)和學(xué)校中有一定的擁有量。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，如果沒有刀具補(bǔ)償功能，只能按刀位點的運動軌跡尺寸編制加工程序，這就要求

3、先根據(jù)工件輪廓尺寸和刀具直徑及幾何尺寸計算出刀位點的運動軌跡。因此計算量大、過程復(fù)雜，且刀具磨損、更換需重新計算刀位點的軌跡尺寸，全部調(diào)整或重新編制加工程序，費時費力費錢。 二、數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中的刀具補(bǔ)償 （一）數(shù)控車床刀具補(bǔ)償。數(shù)控車床刀具補(bǔ)償功能包括刀具位置補(bǔ)償和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償兩方面。在加工程序中用T功能指定，TXXXX中前兩個XX為刀具號，后兩個XX為刀具補(bǔ)償號，如T0202。如果刀具補(bǔ)償號為00，則表示取消刀補(bǔ)。 1、刀具位置補(bǔ)償。對于刀具磨損或重新安裝刀具引起的刀具位置變化，建立、執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償后，其加工程序不需要重新編制。辦法是測出每把刀具的刀位點相對于某一理想位置的刀位偏差（X

4、向與Z向）并輸入到指定的存儲器內(nèi)，程序執(zhí)行刀具補(bǔ)償指令后，當(dāng)前刀具的實際位置就到達(dá)理想位置。 如圖2所示的加工情況，如果沒有刀具補(bǔ)償，刀具從0點移動到1點，對應(yīng)程序段是N60G00X45Z93T0200，如果刀具補(bǔ)償是X=+3，Z=+4，并存入對應(yīng)補(bǔ)償存儲器中，執(zhí)行刀補(bǔ)后，刀具將從0點移動到2點，而不是1點，對應(yīng)程序段是N60G00X45Z93T0202。 2、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。編制數(shù)控車床加工程序時，車刀刀尖被看作是一個點（假想刀尖P點），但實際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度，車刀刀尖被磨成半徑不大的圓弧（刀尖AB圓弧），如圖3所示，這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差。另一方面，由于

5、刀尖圓弧所處的特殊位置，車刀的形狀對工件加工也將產(chǎn)生影響，而這些可采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償來解決。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位代碼（T值），如圖4所示。 3、刀補(bǔ)參數(shù)。每一個刀具補(bǔ)償號對應(yīng)刀具位置補(bǔ)償（X和Z值）和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（R和T值）共4個參數(shù)，在加工之前輸入到對應(yīng)的存儲器。在自動執(zhí)行過程中，數(shù)控系統(tǒng)按該存儲器中的X、Z、R、T的數(shù)值，自動修正刀具的位置誤差和自動進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。 （二）加工中心、數(shù)控銑床刀具補(bǔ)償。加工中心、數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)，刀具補(bǔ)償功能包括刀具半徑補(bǔ)償、夾角補(bǔ)償和長度補(bǔ)償?shù)鹊毒哐a(bǔ)償功能。 1、刀具半徑補(bǔ)償（G41、G42、G40）刀具的半徑值預(yù)先存入存儲器Dx

6、x中，xx為存儲器號。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算，并使刀具按照計算結(jié)果自動補(bǔ)償。刀具半徑左補(bǔ)償（G41）指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方（如圖5所示），刀具半徑右補(bǔ)償（G42）指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方。取消刀具半徑補(bǔ)償用G40，也可用D00取消刀具半徑補(bǔ)償。 使用中需注意：建立、取消刀補(bǔ)時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03。當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償取負(fù)值時，G41和G42的功能互換。 刀具半徑補(bǔ)償有B功能和C功能兩種補(bǔ)償形式。由于B功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)

7、本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補(bǔ)償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功能刀具半徑補(bǔ)償。這時要求建立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)兩個程序段必須有指定補(bǔ)償平面的位移指令（G00、G01，G02、G03等），否則無法建立正確的刀具補(bǔ)償。 2、夾角補(bǔ)償（G39）。對于只具有刀具半徑補(bǔ)償B功能的CNC系統(tǒng)，若編程軌跡的相鄰兩直線（或圓弧）不相切，則必須在零件的外拐角處人為編制出附加圓弧插補(bǔ)程序段，才能實現(xiàn)尖角過渡，否則可能產(chǎn)生超程過切，導(dǎo)致加工誤差。我們

8、可采用夾角補(bǔ)償（G39)來解決。使用夾角補(bǔ)償G39指令時需注意，本指令為非模態(tài)的，只在指令的程序段內(nèi)有效，同時還只能在G41和G42指令后才能使用。作為西方文化源頭之一的圣經(jīng)，如果不讀圣經(jīng)，我們?nèi)绾卫斫鈵鄣暮x？又怎么能理解愛的沉重？又如何理解外文作品的內(nèi)涵？又如何能解釋其中的微言大義？這又是一個值得任何一個致力于人文學(xué)科教育的人（尤其是基礎(chǔ)教育的教師）所應(yīng)該重視的問題。 在日常的教育實踐中，我們不斷地向?qū)W生講解：當(dāng)今社會是一個科學(xué)技術(shù)（科技）競爭的社會，科學(xué)技術(shù)的競爭歸根結(jié)底是人才的競爭。惟獨我們偏偏忽略了：人才的競爭歸根結(jié)底是一種教育的競爭和一種文化的競爭（終極的競爭）。這種近視使我們踏上

9、了急功近利之途也使我們的教育偏離了正常的運行軌跡。既然當(dāng)前社會的競爭在本質(zhì)上是文化（教育本身及科技也是一種文化）的競爭，而文化始終關(guān)注的是人文與審美（包括宗教），又由于本土文化自身的不足（欠缺一種宗教情懷），因此召喚一種異質(zhì)文化（主要是基督宗教）應(yīng)該是一件自然而然的舉動（文化有一種自我修補(bǔ)的自律功能）。像教師是教育的載體一樣，教育也是文化的載體。載體中的載體在教育實踐中體現(xiàn)出人文關(guān)懷、審美精神與宗教意識也是自然而然的，而且教育也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)人文關(guān)懷、審美精神與宗教意識。當(dāng)我們的教育在向前和向理想的現(xiàn)代化邁進(jìn)的時候，筆者卻把眼光投向了過去，記憶著記憶中的教育，傳統(tǒng)的教育（內(nèi)容）未必是腐朽的教育，現(xiàn)代教育（形式）未必起到了現(xiàn)代化和解放的作用。 也許我們對自己要求太苛刻（我們不知道這種要求是否合理，我們姑且承認(rèn)它具有合理性，因為每一種理論的提出都蘊(yùn)涵了作者的價值預(yù)設(shè)并承認(rèn)了這種價值預(yù)設(shè)的合理性與有效性），也許這苛刻的要求在我們有限的一生中還不能完成，但這并不重要，重要的是我們在做什么。盡管任重而道遠(yuǎn)，但我們正在做。 天行健，君子以自強(qiáng)不息！ 參考文獻(xiàn)： 張之滄.論柏拉圖“體、美、智”一體化的教育模式J.杭州師范學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2004.3. 許明.四范疇的清理與融合J.中外文化與文論.第7輯.四川教育出版社. 孫郁.魯迅與周作人M.河北人民出版社，1997.1. 5修雪楓.走