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巧用Master CAM半径补偿控制二维工件尺寸精度的方法
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摘要：Master CAM具有很强的自动编程功能，本文就如何利用Master CAM中的半径补偿在加工中心中控制外形铣削(contour)、挖槽尺寸精度的方法进行探讨。) f. I% N- n' Z+ ?) o
关键词：Master CAM 半径补偿 电脑补偿 控制器补偿 虚拟刀具
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# ]$ o3 G4 O a% X0 k! Y如图1所示的工件外形尺寸范围是42.01—42.03㎜，在加工中心中如何利用半径补偿使其尺寸控制在要求的范围之内呢？笔者根据自己的经验总结以下几种方式。3 S E+ d# ]% [9 f/ O
一、使用Master CAM电脑补偿来控制* J7 R0 R3 d0 W) l0 S/ f3 X
Master CAM半径补偿功能提供了电脑即软件、控制器、两者、两者反向以及关闭等五种方式。如图2所示：
* }& G; ^4 k! U电脑补偿是由Master CAM软件实现的。在计算刀具路径时将刀具中心向选定方向移动与在Master CAM软件指定的刀具半径相等的距离，生成的NC程序中采用的已经是补正后的坐标值了，所以程序中不再含有刀具半径补偿指令。补正选项可以根据加工要求设定为左补正或右补正。电脑补正轨迹是按指定刀具半径计算出刀具实际应该走的路线，如图3所示。我们把Master CAM软件中指定的刀具叫虚拟刀具，当虚拟刀具和实际刀具的半径相等时，加工出的零件轮廓与编程时的图形轮廓一致，如果当虚拟刀具和实际刀具的半径不相等时加工出的零件轮廓与编程时的图形轮廓就不一致。当虚拟刀具直径比实际刀具大时，半径补偿值即偏移量就大，加工时轴类零件的外形尺寸变大，孔类零件的尺寸变小。当虚拟刀具比实际刀具直径小时则正好相反。比如在图1中的工件加工时，我们实际编程的尺寸是42㎜（下同），选用的实际刀具直径为10㎜的铣刀，但在Master CAM中我们指定的刀具直径是10.01—10.03㎜（即虚拟刀具直径），' \ Z# Z5 Q9 S, M$ \
这是刀具的偏移量就是5.005—5.015㎜，这样就可以控制工件实际尺寸在42.01—42.03㎜之间。' F' I# X7 [4 j8 j
另外，也可以采用XY方向留余量的方式来控制工件尺寸范围，此时保证在Master CAM中指定的刀具直径与实际加工的刀具直径相等。比如图1工件还可以指定刀具直径10㎜（与实际加工的刀具直径一样），在XY方向留0.005—0.015㎜的余量即可控制加工尺寸范围。
) o9 N: B4 R5 K) g( a3 @; R但这样有个问题没考虑—刀具加工时不可避免有磨损，直径可能变小，如果此时仍按原来计算的刀具路径程序加工，则加工出的零件尺寸上一定会发生变化（外形尺寸变大，内孔尺寸变小），甚至超出公差值而成废品。
: g$ s; D- }7 j! z7 f5 B7 J5 h二、使用控制器补正控制
+ B) u; L$ e, F: A+ h( o5 `控制器补正时，MasterCAM所生成的NC程序是直接按加工零件图的尺寸来计算坐标的，并在程序的某些行中加入刀具补正指令G41，D1和G40。机床执行该程序时，由控制器根据补正指令和补正值计算刀具中心的实际轨迹，补正值存储在机床指定的暂存器内，加工之前应在机床上设定。如图4所示的外形铣削，采用控制器补正，Master CAM生成的路径模拟显示刀具中心轨迹与零件轮廓重合。控制器补偿值分为刀具半径值和刀具磨损值，在加工过程中，一般在刀具半径值项目中输入刀具半径值，在刀具磨损值中输入刀具磨损量（可以为负值），在数控机床上专门设置一个寄存器来存储刀具的半径值和刀具磨损值（控制器最后补正值是刀具的半径值和刀具磨损值之和）而且其中的值可以由操作者随时改动，加工时，系统会自动根据刀具路径与寄存器值进行换算，再根据换算结果确定刀具的正确路径。发现刀具磨损了，只需测出磨损量，把磨损量输入到寄存器磨损值中，重新运行加工程序就可以了。由此可见在控制器补偿方式中粗、精加工可以使用同一个程序，只需要加工前修改机床控制器中补偿值，即可控制加工尺寸精度。例如图1工件只要在磨损值中加上0.005—0.015㎜的数值或者在半径补偿值中加上0.005—0.015㎜即可控制加工尺寸范围。
( k4 q; W+ y7 Q8 V- ~控制器补偿方式的缺点是控制器中刀具补偿值较大（一般为刀具半径值），计算机不便于正确检测过切，所以在一些较窄的区域容易引起过切现象，对操作工要求较高。
' D, u5 p; B9 x% z. t9 ?三、利用两者补偿方式控制/ A; W, k! J8 p9 Z7 U# @
两者补偿方式就是电脑补偿和控制器补偿的综合，我们一般采用Master CAM指定的刀具与实际加工的刀具一致，由电脑补偿补正刀具半径值，在机床控制器中设置刀具磨损补偿和精度补偿。例如图1工件加工中，我们选用两者补偿时，保证指定刀具与实际加工刀具一致的情况下，在机床控制器中输入0.005—0.015㎜即可（如有刀具磨损就在磨损寄存器中输入磨损值）使尺寸控制在要求的范围之内。 |
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发表于 2007-3-18 22:08:55
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:handshake :handshake