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刀具半径补偿的基本概念

硬质合金刀具补偿（偏置）概念在我们生活中应用很多。例如，汽车驾驶员在驾驶汽车绕过一块石头的时候，会让汽车靠石头的一边绕过石头，而且要考虑到汽车是有一定宽度的，所以让汽车中心线远离石头至少半个车宽的距离。二十世纪六七十年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念出现以后极大地提高了编程的工作效率。当刀片达到要求的厚度后，对其进行进一步磨削加工以获得准确的几何形状和尺寸。

在数控加工中有三种补偿：刀具半径补偿、刀具长度补偿、夹具补偿。这一章主要介绍刀具半径补偿的原理。

由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。PCBN特别适合于加工从前只能磨削的高硬度材料，能获得较好的工件表面质量。  加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序

超硬材料硬质合金刀具的基本概念和发展概况

从目前的机械加工行业来看，传统意义上的超硬刀具材料主要包括天然金刚石、人造金刚石以及立方氮化硼这三种材料。由于天然金刚石数量较为稀少，难以满足机械加工行业的大规模需求。人造金刚石虽然能够实现大规模生产，但是由于成本较高，市场价格昂贵，因此也难以得到广泛普及应用。我国目前应用于超硬材料刀具上的主流材料是聚晶立方氮化硼及其复合材料。超硬材料刀具的早应用在上世界五十年代的美国，科学家通过在实验高温高压状态添加凝合剂的方法，制成了数量较大的氮化硼聚晶块。随后的几十年里，科学家又先后研制出了金刚石硬质合金和氮化硼复合片，基本上解决了超硬刀具材料的来源问题。我国在超硬刀具材料的相关方面研究开始于上世纪七十年代，虽然起步较早，但是由于当时各种外界条件的限制， 无论是生产技术还是厂房设备条件都相对艰苦，所以研究工作进展缓慢。通过对刀具进行去毛刺，平整，抛光的处理、从而提高刀具质量和延长使用寿命。直到二十世纪末才真正意义上开始对这方面进行立项研究，目前已经取得了较为显著的成果。

硬质合金刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。假如不用刀具半径补偿功能，则加工时刀具轴心的轨迹是边长100的正方形，则工件上铣削出的是边长为94的正方形凸台，不符合图纸尺寸的要求。

　　刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面质量也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。

　　在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。ceramic刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料，适合于高速切削和硬切削。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度，在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小,制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。

与传统加工方法相比，合金刀具的要求，尤其在刚性和耐用度方面更为严格。当换上镗刀时，如果没有设定刀具长度补偿而程序中同样设定快速下降到Z3。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、耐用度高，又要求尺寸稳定，安装调整方便。锐正精密工具有限公司提醒买家在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具的刚性。

目前所使用的金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。1.根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选用硬质合金刀具。只要加工情况允许选用硬质合金刀具，就不用高速钢。  2.陶瓷不仅用于加工各种铸铁和不同钢料，也适用于加工有色金属和非金属材料。（3）自动测长装置十机内对刀方式设标准刀具的长度补偿值为零，把在刀具预调仪上测出的各刀具长度与标准刀具的长度之差分别作为每把刀的刀具长度补偿值。使用陶瓷，无论什么情况都要用负前角，为了不易崩刀，必要时可将刃口倒钝。陶瓷在下列情况下使用效果欠佳；短零件的加工；冲击大的断续切削和重切削；铍、镁、铝和钛等的单质材料及其合金的加工（易产生亲和力，导致切削刃剥落和崩刀）。3.金刚石和立方氮化硼都属于超硬刀具材料，它们可用于加工任何硬度的工件材料，具有很高的切削性能，加工精度高，表面粗糙值小。一般可用切削液。  聚晶金刚石刀片一般引用于加工有色金属和非金属材料。立方氮化硼刀片一般适用加工硬度大于450HBS的冷硬铸铁、合金结构钢、工具钢、高速钢、轴承钢，以及硬度不小于350HBS的镍基合金、钴基合金和高钴粉末冶金零件。4.从刀具的结构应用方面，数控加工应尽可能采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间。5.选用涂层刀具以提高耐磨性和耐用度。