第八章数控车公差及刀尖圆弧半径和数控机床编程及加工

公差的处理刀尖圆弧半径的补偿公差的处理实际加工用的零件图其尺寸一般多存在着公差，尺寸公差的允许范围通常称为公差带。公差带的种类大概有以下几种形式：

例如：*取公差带的中值作为编程坐标值即29.966。对于轴向尺寸用同样的处理方法！刀尖圆弧半径的补偿一、刀具补偿刀具补偿包括三部分内容。1、刀具位置补偿2、刀具磨损补偿3、刀尖圆弧半径补偿。刀具位置补偿已在对刀操作中实现，它的目的就是建立工件坐标系与机床坐标系的联系，使刀位点、工件坐标系原点和机床建立严格的位置关系。刀具使用过程会产生磨损，致使工件尺寸发生变化，因此刀具磨损需要补偿。刀具磨损补偿相当于位置补偿，其实质是位置发生了变化。二、刀尖圆弧半径补偿的原因刀尖圆弧半径补偿是由于理想刀尖形状和实际刀尖形状存在差异而引起的工件的形状和尺寸发生变化从而导致的一种刀具的位置补偿。又因为刀尖圆弧半径的多样性和切削方式的多样性，所以刀尖圆弧半径补偿也是多样性的。因此刀尖圆弧半径补偿与切削方式有一一对应的关系，必须逐条学习。下面就从理想刀尖形状和实际刀尖形状入手来认识一下刀尖圆弧半径补偿的重要性和必要性。用实际刀尖切削工件不进行刀尖圆弧半径补偿时工件的轮廓形状见下图。理想刀尖形状和实际刀尖形状a)图为切削外圆柱和断面并无误差产生。

b)图为切削锥面则会产生欠切削现象。c)图为切削外凸圆弧时的欠切削现象。

d)图为切削凹圆弧时则会产生欠切削现象。结论：1、车削时实际起作用的切削刃是刀尖圆弧上的各切点，这样在两轴同时运动时，会引起加工表面的形状误差。车内外圆柱、断面时不会产生形状误差。2、车锥面、倒角或圆弧时，由于两轴同时运动，则会造成欠切削或过切削的现象，一定会产生形状误差。采用刀尖圆弧半径补偿功能，刀的运动轨迹指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧中心位置的运动轨迹。编程者以理想刀尖按工件轮廓编程，数控系统会自动计算刀心轨迹，完成刀尖轨迹的偏置。执行刀尖圆弧半径补偿后，刀具会自动偏移工件轮廓一个刀尖圆弧半径值，使刀刃与工件轮廓相切，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响，加工出所希望的工件轮廓。见下图刀尖圆弧半径补偿三、刀尖圆弧半径补偿的方法刀尖圆弧半径补偿的方法分为两个部分：1、在程序中输入刀尖圆弧半径补偿指令。2、在机床数控系统控制面板上输入刀尖圆弧半径值和理想刀尖位置号。刀尖圆弧半径值在选择刀具时可以在刀具参数中查找到。理想刀尖位置号与车刀形状、刀尖圆弧位置、走刀方向和工件形状有关理想刀尖位置号示意图前置刀架后置刀架刀尖圆弧半径补偿量在机床上通过刀具补偿设置界面来设定1、图中在R这一列输入刀尖圆弧半径值。0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。2、图中在T这一列输入理想刀尖位置号。前置刀架：车外圆、外锥、外圆弧用T=3车内圆、内锥、内圆弧用T=2（右偏刀）刀具补偿设置界面图四、刀尖圆弧半径补偿的指令G40、G41、G421、指令格式：G41/G42G00/G01X(U)--Z(W)--；G40G00/G01X(U)--Z(W)--；2、指令说明：G41----对前置刀架是右补偿。G42----对前置刀架是左补偿。判别方法—沿着刀具的运动方向看，刀具在工件的左侧称为左补偿。判别方法—沿着刀具的运动方向看，刀具在工件的右侧称为右补偿。刀尖圆弧半径补偿偏置方向的示意图前置刀架后置刀架G41----对后置刀架是左补偿。G42----对后置刀架是右补偿。G41/G42G00/G01X(U)--Z(W)--；是建立刀补程序段。/----表示二者选其一。G40G00/G01X(U)--Z(W)--；是取消刀补程序段。/----表示二者选其一。3、注意事项：（1）后置刀架的G41、G42的补偿偏置方向与前置刀架恰好相反。（2）G42、G41、G40都是模态代码，可相互注销。G42、G41只能靠G40注销。（3）车削锥度、圆弧和倒角时，必须在精车的前一程序段建立刀尖圆弧半径补偿，当精切结束时立即取消刀尖圆弧半径补偿。（4）刀尖圆弧半径补偿只能在G0或G1中给出，不能在G2和G3程序段给出。（5）G71—G76指令不执行刀尖圆弧半径补偿。（6）刀尖圆弧半径R值不能为负值，否则出错。（7）若在主程序和子程序中使用刀尖圆弧半径补偿，则在调子前必须取消刀尖圆弧半径补偿，在子程序中再次建立刀尖圆弧半径补偿。（8）在刀尖圆弧半径补偿中不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具会移动到前一程序段的终点位置停止，且产生过切削或欠切削现象。非移动指令包括：M指令、S指令、G04、G01（U0W0)等。

可以看出：刀尖圆弧半径补偿的使用要有三个步骤即刀补建立、刀补执行和刀补取消。通常刀补使用完程序结束前立即取消。五、刀尖圆弧半径补偿的应用例题1、切削条件：前置刀架刀尖圆弧半径值R=2mm理想刀尖位置号T=3刀具补偿设置界面应填写内容（2）注意事项：在偏置取消模式下对刀，对完刀后通常Z轴要偏移一个刀尖半径值，偏移的方向根据理想刀尖位置号和对刀点有关，否则在起刀时会过切一个刀尖半径值。序号XZRT0130.150.123（3）图形和程序O0009;M3S600T0101;G0X100.Z100.;G42G0X0.Z3.;G1Z0.F200.;X16.;Z-14.;G2X28W-6R6F50;G1W-7;X32;Z-35;G40G0X100Z100;M05;M30;数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件程序由若干个程序段组成；每一个程序段完成一个加工步骤；每一个程序指令有程序段号和若干个指令代码组成，指令代码在程序段中的位置可以是任意的，同组指令在同一程序段中不能重复使用；最后一个程序段由指令代码M02作为程序结束标志。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍

在运行加工程序之前，必须通过参数设置对机床和刀具进行调整，使其与加工要求相符，这样才能正确地进行加工或模拟加工。OpenSoftCNC软件系统的参数主要有以下内容：①基本设置设置可修改的基本参数。②刀具设置设置刀具编号、类型和刀具补偿等参数。③轴参设置设置和查看坐标轴参数。④工件坐标设置设置G54—G59等工件坐标系的原点坐标。⑤PLC设置用于查看PLC缓冲区配置、PLC程序梯形图及PLC程序指令流