單小明 李玉宇

摘 要:挖槽加工和外形銑削的尺寸精度通過(guò)MasterCAM的刀具半徑補(bǔ)償功能可以方便的得以控制。MasterCAM刀具半徑補(bǔ)償功能主要包括“電腦”、“控制器”和“不補(bǔ)正”三種補(bǔ)償方式的補(bǔ)償過(guò)程,文章對(duì)每種補(bǔ)償方式的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞:MasterCAM刀具半徑補(bǔ)償電腦補(bǔ)償控制器補(bǔ)償

中圖分類號(hào):TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(b)-0077-01

1 前言

刀具半徑補(bǔ)償指的是在對(duì)工件的外形輪廓進(jìn)行加工時(shí),零件實(shí)際輪廓與刀具中心的偏移量。數(shù)控加工中心機(jī)床可根據(jù)刀具補(bǔ)償指令在進(jìn)行刀具半徑尺寸補(bǔ)償操作。在MasterCAM中,以前在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候,計(jì)算程序數(shù)據(jù)主要依據(jù)刀具中心,當(dāng)輪廓的尺寸需要改變或者刀具發(fā)生磨損現(xiàn)象時(shí),程序就需要重新設(shè)計(jì),就需要增加更多的工作量,不利于批量生產(chǎn)的有序進(jìn)行。如果將刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用在程序中,發(fā)生了以上情況,則不必重新編程或者更換刀具,只需在數(shù)控機(jī)床上將刀具半徑的補(bǔ)償量進(jìn)行修改就可以了。

MasterCAM9.0半徑補(bǔ)償功能包括“計(jì)算(電腦)”、“控制器”、“wear(兩者)”、“reverse wear(兩者反向)”以及“關(guān)閉”五種方式。本文從便于程序的設(shè)計(jì)、保證輪廓的尺寸精度以及避免發(fā)生過(guò)切現(xiàn)象等方面來(lái)說(shuō)明如何選擇合適的補(bǔ)償方式。

2 “電腦”補(bǔ)正

(1)電腦補(bǔ)正過(guò)程

在刀具半徑補(bǔ)償功能對(duì)話框中選擇“計(jì)算”叫電腦補(bǔ)正過(guò)程。在進(jìn)行對(duì)刀具中心軌跡計(jì)算時(shí),將刀具中心沿加工路徑方向向左或右偏移刀具半徑的距離,在零件輪廓和刀具中心之間有所偏移,見圖1(a)。

電腦補(bǔ)正軌跡是按指定刀具半徑計(jì)算出刀具走刀的實(shí)際路線,設(shè)計(jì)出NC程序,并讓其在數(shù)控機(jī)床上得以實(shí)現(xiàn)。但有一個(gè)現(xiàn)實(shí)存在且不可忽視的問(wèn)題:在加工過(guò)程中,難以避免刀具磨損現(xiàn)象的發(fā)生,會(huì)導(dǎo)致直徑的變小,在這時(shí)候,如果依然按照原來(lái)計(jì)算的刀具路徑進(jìn)行加工,零件的尺寸將發(fā)生變化(內(nèi)孔尺寸變小,外形尺寸變大),如果公差值過(guò)大,零件就會(huì)被報(bào)廢。這時(shí)依然可以再回到MasterCAM中,根據(jù)發(fā)生磨損后新的刀具直徑重新設(shè)計(jì)出刀具路徑,對(duì)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)定并生成NC代碼等。這會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程過(guò)于繁瑣,一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行多次刀具路徑的計(jì)算和設(shè)計(jì),工作效率很難得到有效保證。所以,可以應(yīng)用電腦補(bǔ)正的方式加工精度不高或者粗加工的零件。

(2)應(yīng)用特點(diǎn)

電腦補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)偏移量是由軟件直接計(jì)算生成的,并將其運(yùn)用到程序設(shè)計(jì)中,在實(shí)際加工過(guò)程中,控制器中不需要設(shè)定補(bǔ)償值,因此,過(guò)切現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生。

電腦補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)是必須應(yīng)用不同的加工程序進(jìn)行粗、精加工,并且要事先在MasterCAM參數(shù)中設(shè)置好補(bǔ)償量,尺寸精度在精加工時(shí)只能通過(guò)修改編程刀具直徑值或者修改XY方向的預(yù)留量來(lái)保證,不利于現(xiàn)場(chǎng)控制零件的尺寸精度。

3 “控制器”補(bǔ)正

(1)“控制器”補(bǔ)正過(guò)程

在刀具半徑補(bǔ)償功能提供的補(bǔ)正形式對(duì)話框中選擇“控制”叫做“控制器”補(bǔ)正過(guò)程。MasterCAM所計(jì)算的坐標(biāo)是直接根據(jù)加工零件圖的尺寸生成NC程序,并將刀具補(bǔ)正命令(如左補(bǔ)正G41、右補(bǔ)正G42等)及補(bǔ)正偏置(D××)加入到程序的某些程序段中。當(dāng)機(jī)床執(zhí)行程序的時(shí)候,刀具中心的實(shí)際軌跡會(huì)由控制器根據(jù)補(bǔ)正值和補(bǔ)正指令計(jì)算得出。在機(jī)床指定的暫存器內(nèi)存儲(chǔ)補(bǔ)正值,如圖1(b)所示的外形銑削需事先在機(jī)床上進(jìn)行設(shè)定,采用控制器左補(bǔ)償,MasterCAM生成的路徑模擬顯示零件輪廓與刀具中心軌跡重合。程序?qū)a(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)正偏置以及補(bǔ)正指令,根據(jù)零件的輪廓直接產(chǎn)生X、Y坐標(biāo)值。

(2)應(yīng)用特點(diǎn)

控制器補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)是可以使用同一個(gè)程序進(jìn)行粗、精加工,只需要加工前將機(jī)床控制器中的補(bǔ)償值進(jìn)行修改就可以。

控制器補(bǔ)償值是由刀具磨損值和刀具半徑值兩部分構(gòu)成的,在實(shí)際加工時(shí),一般將刀具半徑值輸入到刀具半徑值項(xiàng)目中,需要注意的是,進(jìn)行粗加工的時(shí)候,要將刀具半徑與加工余量的總和輸入到刀具的半徑項(xiàng)目中；當(dāng)精加工時(shí),可以直接輸入刀具的半徑值。將刀具磨損量(可以為負(fù)值)輸入到刀具磨損值中,為了便于刀具磨損值和刀具半徑值(控制器最后補(bǔ)正值是刀具磨損值與刀具半徑值之和)的存儲(chǔ),可以在數(shù)控機(jī)床上專門設(shè)置一個(gè)寄存器來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。而且這些數(shù)值可以由操作者隨時(shí)更改,實(shí)際的加工操作過(guò)程中,根據(jù)該寄存器中的值與刀具路徑,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)換算,依據(jù)換算結(jié)果再來(lái)確定刀具的正確加工路徑。如果刀具有磨損現(xiàn)象的發(fā)生,只要對(duì)其磨損量進(jìn)行檢測(cè),并在寄存器磨損值中輸入檢測(cè)出的磨損量,加工程序重新運(yùn)行即可。

控制器補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)是控制器中往往會(huì)有比較大的刀具補(bǔ)償值(大多為刀具半徑值),在一些較狹窄的區(qū)域容易導(dǎo)致過(guò)切現(xiàn)象的發(fā)生,尤其是某些有轉(zhuǎn)角的零件,如果刀具半徑大于這些轉(zhuǎn)角半徑,就容易導(dǎo)致過(guò)切現(xiàn)象的發(fā)生。所以,此方式對(duì)操作工的技術(shù)水平有較高的要求。

4 補(bǔ)正關(guān)閉

補(bǔ)正關(guān)閉是指設(shè)計(jì)程序直接根據(jù)圖樣零件輪廓進(jìn)行的,沒有偏移,在設(shè)計(jì)的程序中也沒有補(bǔ)正偏置(D××)和刀具補(bǔ)正命令(如左補(bǔ)正G41、右補(bǔ)正G42等)。當(dāng)加工零件的輪廓為對(duì)稱結(jié)構(gòu)時(shí)就可以采用此種方式,如鍵槽、密封槽和U型槽等,對(duì)尺寸精度沒有太高的要求,只要能確定出中心軌跡就可以開始加工了。這種方式的特點(diǎn)是易于控制,方便。

5 結(jié)語(yǔ)

在編制MasterCAM的二維外形銑削程序時(shí),為了靈活控制加工中心外形銑削以及鍵槽銑削過(guò)程中的尺寸精度,避免過(guò)切現(xiàn)象的發(fā)生和操作的方便,要實(shí)現(xiàn)刀具的半徑補(bǔ)償可以采用電腦補(bǔ)正、控制器補(bǔ)正或不補(bǔ)正這3種方式。

參考文獻(xiàn)

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