优秀的机电一体化专业毕业设计6（精品）

1、零件加工程序通常是按零件轮廓编制的，而数控机床在加工过程中的控制点 是刀具中心，因此在数控加工而数控系统必须将零件轮廓变换成刀貝-中心的轨 迹。只有将编程轮丿郭数据变换成刀具中心轨迹数据才能用于插补。在数控锥床上 进行轮廓加工时，因为铳刀有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮 廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加丄出 的零件尺寸比图样要求小了一圈（加工外轮廓时），或大了一圈（加工内轮廓时）， 为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀貝半径补 偿指令。应用刀具半径补偿功能吋，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具 半径值输入数控系统中，

2、执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具 半径补偿，从而加工出符合耍求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无需更改 加工程序，使编程工作大大简化。实践证明，灵活应用刀具半径补偿功能，合理 设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。二、刀具半径补偿方式有b功能刀具补偿和c功能刀具补偿 两种。2.1、b功能刀具半径补偿早期的数控系统在确定刀具中心轨迹时，都采用读一段、算一段、再走一段 的b功能刀具半径补偿（简称b丿j补）控制方法，它仅根据程序段的编程轮廓尺 寸进行刀具半径补偿。对于总线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线 的直线段；对于圆弧而言，刀补后的刀具屮心轨迹为轮廓圆弧的同

3、心圆弧段。因 此，b刀补要求编程轮廓间以圆弧连接，并且连接处轮廓线必须相切；而对于内 轮廓的加工，为了避免刀具干涉，必须合理地选择刀具的半径（应小于过渡圆呱 的半径）。由于b刀补编程轮廓为圆角过渡，前一程序段刀具中心轨迹的终点即 为后-程序段刀具中心轨迹的起点，因此数控系统无需计算段与段间刀具中心轨 迹的交点。也就是说，数控系统进行刀具半径补偿时仅需知道木程序段的轮廓尺 寸。b刀补仅根据本程序段的编程轮廓尺寸进行刀貝半径补偿，无法预计山于刀 具半径所造成的下一段加工轨迹对本段加丄轨迹的影响，不能口动解决程序段尖 的过渡问题，需要编程人员在相邻程序段转接处插入恰当的过渡圆弧作圆角过 渡。显而易见

4、，这样的处理存在着致命的弱点：一是编程复杂，二是工件尖角出 t艺性不好。随着计算机技术的发展，数控系统的计算机计算相邻程序段刀具中心轨迹交点已 不成问题，因此cnc系统已不再b功能刀具半径补偿，而采用c功能刀具半 径补偿。2.2、c功能刀具半径补偿c功能刀具半径补偿（c刀补）在计算本程序段刀具中心轨迹时，除了读入 本程序段编程轮廓轨迹外，还是提询读入下一程序段编程轮廓轨迹，然后根据他 们之i'可转接的具体情况，计算出正确的本段刀具小心轨迹。c刀补自动处理两个程序段刀具轨迹的转接，编程人员完全可以按工件轮廓变成 而不必插入转接圆弧，因而在现代cnc系统中得到了广泛的应川。现以c刀补为 例

5、讲述刀具半径补偿的使用技巧。三、c刀具半径补偿的执行过程c刀具半径补偿的执行过程一般可分为3步。1. 刀补建立数控系统用g41/g42指令建立刀补，在刀补建立程序段，动作指令只能用g00 或g01,不能用g02或g03。刀补建立过程中不能进行零件加工。2. 刀补进行在刀补进行状态下，g01、goo、g02、g03都可使用。它根据读入的相邻两段 变成轨迹，白动计算刀具中心的轨迹。在刀补进行状态下，刀具中心轨迹与编程 轨迹始终偏离一个刀具半径的距离。3. 刀补撤销刀补撤销也只能用g01或g00,而不能用g02g03。刀补撤销是刀补建立的逆过程，同样，在该过程中不能进行零件加工。左伽湃細印里丄呷1遂

6、 恂电删的械在 g17 指令有效时,编程格式:g41 （g42） goo （g01） x-一y一- d-一 （f-一）g40 goo (god x-一y一- (f)其运动轨迹见图。g41指令表示刀具半径左侧补偿。沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件伦 丿廓的左侧（见图，通常顺铳时采用左侧补偿）。g42指令表示刀具半径补偿。沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件轮廓的 右侧（见图，通常逆铳时采用右侧补偿）。g40指令表示刀具半径补偿取消。当g41或g42程序完成后用g40程序段消 除偏置，从而使刀具中心与编程轨迹重合。四、加工过程中的过切判别及避免技巧c刀补除了能根据相邻两段编程轨迹的转接情况，白动进

7、行刀具中心轨迹的 计算外，还冇一个显著的优点，即能避免过切现彖。若编程人员因某种原因编制 了肯定耍产生过切的加工程序时，系统在运行过程中能提前发出报警信号，避免 过切事故的发生。 3v在刀貝半径补偿的切削程序段中，即从g41 （或g42）开始的程序段到g40结束 的程序段zi'可，fanuc系统对处理2个或更多刀具在平面内不移动的程序段（如 暂停，m99返回程序，子程序名，第三轴移动等等），刀具将产生过切现象。如 用0）10mm立铳刀对如上图所示矩形进行轮廓铳削。程序如下：%:3103;t1 :m06:g54 g90 go g43 hl z100. 0m3 s600 ；x-30. 0

8、y20. 0 z1.0；g41y12.5 di；x-20. 0 ；m98 p23014；goo z100.0；y20. 0 ；g40 x-30.0 :g49 z0 :m30；%主程序名换上一号刀选择坐标系，引入长度补偿主轴正转到达起刀点引入刀具左侧半径补偿过渡段调用03014 了程序2次主轴上升过渡段取消半径补偿取消长度补偿，到机床坐标z0程序结束:3104；子程序名g1 g91 z-5.0 f50；在a点处沿z增量切削g90 x20.0 f100；到b点（b到c h动完成）y-12.5；到d点（d到e自动完成）x-20 ；到f点（f到c自动完成）y12.5 ；到h点m99 ；子程序结束并返回

9、%子程序修改为：%:3104 g1 g91z-5.0 f50；g90 x20.0 f100：y-12. 5；x-20. 0；y12.5 m99；%在编程序时，如果把刀具半径补偿引入与取消的程序段放在主程序屮，那么 当调川了程序（加工轮廓的程序）的次数超过1时，在切削笫2次的时候就会出 现过切现彖（见图打剖面线部分）。这主要由于在上而的程序中，程序段m99, 03014, g1 g91 z-5.0 f50中已超过2次以上没有x, y方向上的移动，从而 引起过切。此时可釆取减少程序段的方法，把子程序名放到第一个程序段的段首; 把m99放到最后一个程序段的段尾。g41 刀虑切人國孤过度段 .m3切出

10、圆弘过度段g4o （终刀点）r刀k（r凹轮廓micr刀具尺过渡段（尺切入（出爺廉 41切入直线过渡段ujauwom加渡段另外必须严格按照上图所确定的切入方法，即必须有过渡段；否则刀具补偿 没有完成，同样会产生过切现象。在实际加工过程中，可能还冇各种各样的过切削情况，限于篇幅，此处不一 一列举。五、改变刀补值实现零件的粗、精加工刀具补偿功能给数控加工带來了许多方便，简化了变成工作。编程人员不但 可以直接按工件轮廓编程，而且还可以用同一个加工程序对工件轮廓进行粗，梢 加工。当按工件轮廓编程以后，在粗加工零件时我们可以把偏置量设为r+，其 中为精加丄前的加工余量；而在精加工零件时，偏置量仍然设为r

11、（对于有公 差要求的零件，楮加工时的偏置量应设置为r+平均偏差/2） o粗加工时的刀具半径补偿六、使用刀具半径补偿注意事项前面阐述了灵活应用刀具半径补偿功能、合理设置刀具半径补偿值在数控加 工中的重要意义，然而在实际使用时必须注意以下几个事项：使用刀具半径补偿指令时应注意：1) 从无刀具补偿状态进入刀具半径补偿方式吋，或在撤消刀具半径偿时， 刀具必须移动一段距离，否则刀具会沿运动的法向直接移动i个半径量，很容易 出意外，特别在加工全切削型腔时，刀具无法转m空间，会造成刀具助断。2) g41、g42、g40必须在g00或g01模式下使用。g41、g42不能重复使用， 几在使用时不允许有两句连续的非移动指令。3) d00 - d99为刀具补偿号，d00意味着取消刀具补偿。刀具补偿值在加工 或运行之前必须设定在补偿存储器小。总z,刀补值在数控加工中有着非常重要的作用，灵活、合理地运用刀补值 并结合刀补原理正确编制程序是保证数控加工冇效性、准确性的重要因素。七、结论住产实