刀尖半径补偿编程及加工PPT课件

1、设置刀具几何补偿和磨损补偿的目的设置刀具几何补偿和磨损补偿的目的 在编程时，设定刀架上各刀在工作位置时，其刀尖位置是一致的。在实际加工时，加工一个工件通常要使用多把刀具，但由于刀具的几何形状及安装的不同，其刀尖位置是不一致的，其相对于工件原点的距离也是不同的。另外，因为每把刀具在加工过程中都有不同程度的磨损，而磨损后刀具的刀尖位置与编程位置存在差值。因此需要将各刀具的位置值进行比较或设定，称为刀具偏置补偿。 图图11-1 11-1 刀具的偏置补偿刀具的偏置补偿 如图11-1所示，在对刀时，确定一把刀为标准刀具（又称基准刀），并以其刀尖位置A为依据建立坐标系。这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖

2、位置B相对标准刀刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标准刀具相对于标准刀具之间的偏置值x、z进行补偿。使刀尖位置B移至位置A。 标准刀偏置值为车床回到车床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀刀尖位置的有向距离。第1页/共21页 当需要用多把刀加工工件时，编程过程中以其中一把刀为基准刀，事先测出这把刀的刀尖位置和要使用的各刀具的刀尖位置差，并把已测定的这些值设定在CNC刀具偏置表中。这样在更换刀具时，采用刀具偏置补偿功能后，不变更程序也可以加工不同零件。 刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现，T代码后的4位数码中，前2位为刀具号，后2位为刀具补偿号。刀具补偿号实

3、际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的几何偏置量和磨损偏置量（X轴偏置和Z轴偏置），如图11-2 所示。 当车刀刀尖位置与编程位置存在差值时，可以通过刀具补偿值的设定，使刀具在X、Z轴方向加以补偿。它是操作者控制工件尺寸的重要手段之一。当刀具磨损后或工件尺寸有误差时，只要修改每把刀具相应存储器中的数值即可。例如，某工件加工后，外圆直径比要求的直径大（或小）了0.02mm，则可以用U0.02（或0.02）修改相应存储器中的数值；当长度方向尺寸有偏差时，修改方法类同。 由此可见，刀具偏移可以根据实际需要分别或同时对刀具轴向和径向的偏移量实行修正。修正的方法是在程序中事先给定各刀具及其刀

4、具补偿号，每个刀具补偿号中的X向刀补值和Z向刀补值，由操作者按实际需要输入数控装置。每当程序调用这一刀具补偿号时，该刀补值就生效，使刀尖从偏离位置恢复到编程轨迹上，从而实现刀具偏移量的修正。 刀具几何补偿和磨损补偿的原理刀具几何补偿和磨损补偿的原理 第2页/共21页图11-2 刀具补偿寄存器画面 第3页/共21页刀尖半径补偿原因刀尖半径补偿原因 数控车床是按车刀刀尖对刀的，在实际加工中，由于刀具产生磨损及精加工时车刀刀尖磨成半径不大的圆弧，因此车刀的刀尖不可能绝对尖，总有一个小圆弧，所以对刀刀尖的位置是一个假想刀尖A，如图11-3 所示，编程时是按假想刀尖轨迹编程，即工件轮廓与假想刀尖A重合，

5、车削时实际起作用的切削刃却是圆弧各切点，这样就引起加工表面形状误差。 车内外圆柱、端面时无误差产生，实际切削刃的轨迹与工件轮廓轨迹一致。车锥面时，工件轮廓（即编程轨迹）与实际形状（实际切削刃）有误差，如图11-4 所示。同样，车削外圆弧面也产生误差，如图11-5 所示。 若工件要求不高或留有精加工余量，可忽略此误差；否则应考虑刀尖圆弧半径对工件形状的影响。 为保持工件轮廓形状，加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件轮廓重合，而应与工件轮廓偏移一个半径值R，这种偏移称为刀尖半径补偿。采用刀尖半径补偿功能后，编程者仍按工件轮廓编程，数控系统计算刀尖轨迹，并按刀尖轨迹运动，从而消除了刀尖圆弧半径对工件

6、形状的影响，如图11-6 所示。 第4页/共21页图11-3 刀尖图 图11-4 车削圆锥产生的误差 第5页/共21页图11-5 车削圆弧面产生的误差 图11-6 半径补偿后的刀具轨迹 第6页/共21页刀尖圆弧半径补偿指令刀尖圆弧半径补偿指令 一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。有刀具半径补偿功能的数控系统编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只按零件轮廓编程。使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀尖圆弧半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。

7、 当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，这时只需手工输入改变后的刀具半径，而不需要修改已编好的程序或纸带。刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。 G41：刀具半径左补偿，即站在第三轴指向上，沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿。如图11-7所示。 G42：刀具半径右补偿，即站在第三轴指向上，沿刀具运动方向看，刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿。如图11-7 所示。 G40：刀具半径补偿取消，即使用该指令后，使G41、G42指令无效。 编程格式： G40G42G41G00G01X（U） Z（W） 第7页/共21页图11-

8、7 左刀补和右刀补 第8页/共21页综合零件编程与加工综合零件编程与加工【案例11.1】 加工如图11-11所示零件。工艺条件：工件材质为45#钢或铝；毛坯为直径30mm，长105mm的棒料。 图11-11 综合零件 解答过程解答过程第9页/共21页解答过程解答过程 零件图工艺分析 数值计算 工件参考程序与加工操作过程 安全操作和注意事项第10页/共21页零件图工艺分析零件图工艺分析（1）技术要求分析。如图11-11所示，零件包括圆柱面、圆锥面、凹凸圆弧、螺纹、沟槽、倒角 等加工。零件材料为45#钢或铝。（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。工件

9、零点设在工件右端面，加工起点和换刀点可以设为同一点，在工件的右前方距工件右端面100mm，X向距轴心线50mm的位置。（3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。加工刀具的确定如表11-1所示，加工方案的制定如表11-2所示。 表 11-1 案例 11.1 刀具卡 实训课题 刀具补偿 编程及加工 零件名称 综 合 件 零件图号 图 11-11 序号 刀具号 刀具名称及规格 刀尖半径 数量 加工表面 备注 1 T0101 55右偏 粗车外圆刀 0.4mm 1 外圆、锥面、圆弧等 2 T0202 35右偏 精车外圆刀 0.2mm 1 外圆、锥面、圆弧等 3 T0303 60外螺纹刀 1 普通螺纹

10、4 T0404 切断刀 刀宽 3 mm 1 沟槽、台阶等 第11页/共21页表 11-2 案例 11.1 工序和操作清单 材 料 45#或 Al 零件图号 图 11-11 系统 FANUC 工序号 111 切削用量 操作序号 工步内容 （走刀路线） G 功能 T 刀具 转速 S rmin 进给速度 F mmmin 切削深度 mm 主程序 1 夹住棒料一头，留出长度大约 83 mm（手动操作） ，车端面，对刀，找 G50，调用主程序 1加工。 （1） 粗车右端外圆、外锥等 G71 T0202 700 130 1.5 （2） 粗车28 mm 外圆弧槽 G72 T0202 700 130 1.0 （

11、3） 精车右端外圆、外锥等 G70 T0101 1200 130 0.3 （4） 精车28 mm 外圆弧槽 G70 T0101 1200 60 0.3 （5） 车普通螺纹 G76 T0303 600 （6） 车外沟槽 G01 T0404 500 20 （7） 粗车左端台阶 G72 T0404 500 20 2.5 （8） 精车左端台阶及圆角、 切断 G70 G01 T0404 500 20 0.2 （9） 检测、校核 第12页/共21页数值计算数值计算（1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点 建立工件坐标系。 （2）计算各节点位置坐标值，略。 第13页/共21页工件参考程序与加工

12、操作过程工件参考程序与加工操作过程（1）工件的参考程序如表11-3所示。（2）输入程序。（3）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，或数控系统图形仿真加 工，进行程序校验及修整。（4）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。（5）启动程序，自动加工。（6）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。 第14页/共21页表 11-3 案例 11.1 程序卡（供参考） 编程原点 工件右端面与轴线交点 编 写 日 期 零件名称 圆锥小轴 零件图号 图 11-11 材 料 45#或 Al 数控车床 程序卡 车床型号 CAK6150DJ 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 O6001 编

13、程系统 FANUC 0-TD 序 号 程 序 简 要 说 明 N010 G50 X100 Z100 建立工件坐标系、换刀点 N020 S700 M3 主轴正转 N030 T0202 选择 2 号外圆刀 N040 G0 X30 Z5 粗加工定位 N050 G71 U1.5 R0.5 采用粗加工循环指令 N060 G71 P70 Q170 U0.3 W0.1 F130 N070 G0 X0 循环内容 N080 G42 G1 Z0 F60 N090 X4 N100 G3 X12.88 Z3.31 R4 N110 G1 X16 Z15 N120 Z20 N130 X17.78 W1.5 N140 Z4

14、0 N150 X26 N160 X30 W2 N170 G40 W1 N180 G0 X30 Z38 快速定位 续 表第15页/共21页续 表 1 编程原点 工件右端面与轴线交点 编 写 日 期 零件名称 圆锥小轴 零件图号 图 11-11 材 料 45#或 Al 数控车床 程序卡 车床型号 CAK6150DJ 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 O6001 编程系统 FANUC 0-TD 序 号 程 序 简 要 说 明 N190 G73 U4 R4 采用仿形封闭切削循环加工 N200 G73 P210 Q260 U0.3 W0 F120 N210 G0 X28 循环内容 N220

15、 G42 G1 W6.34 N230 G3 X26.81 W2.47 R4 N240 G2 X26.81 W12.37 R10 N250 G3 X28 W2.47 R4 N260 G40 G1 Z80 N270 G0 X100 Z100 T0200 M5 N280 M00 暂停，测量尺寸 N290 S1200 M3 T0101 换 1 号刀 N300 G0 X30 Z2 N310 G70 P70 Q170 调用精车程序 N70N160 N320 G0 X30 Z38 N330 G70 P210 Q260 调用精车程序 N200N250 N340 G0 X100 Z100 M5 返回换刀点，停主轴 N350 M00 暂停，测量尺寸 续 表第16页/共21页续 表第17页/共21页第18页/共21页安全操作和注意事项安全操作和注意事项（1）对刀时，切槽刀左刀尖作为编程的刀位点。