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1、任务一学习刀具半径补偿的知识 活动 1刀具半径补偿的概念 思考：如图1-1所示，将刀具中心沿零件的轮廓线进行加 工，能否得到正确的零件？ 图1-1刀具中心沿零件轮廓线加工示意图 发现: 不能！如果刀具中心沿零件的轮廓线进行加工，切 削后的零件比要求的零件单边尺寸小了一个刀半径。 思考：将刀具中心沿哪条路线进行加工才能得到正确的零件 呢？ 分析可知:让刀具中心线从零件轮廓线向外让出一个刀具半径 ，再进行切削，即可加工出正确的零件，如图所示。 图1-2刀具加工路线 所以，数控加工中，为了得到正确尺寸的 零件，刀具中心不能沿零件的轮廓线进行加工 ，必须向外或向内让刀，该让刀量是刀具中心 到零件最终轮
2、廓线的距离，这就是“刀具半径 补 偿”，即通常所说的刀补。 活动 2 学习建立刀补的方法 一、建立刀补的指令格式 格式 ： X _ Y_D_F_； G40 X _ Y_F_； G40 是取消刀具半径补偿的指令。 G41 是在相对于刀具前进方向左侧进 行补偿，称为左刀补。 G42 是在相对于刀具前进方向右侧进 行补偿，称为右刀补。 编程轨迹 实际刀具运动轨迹 补偿量 G41 刀具半径左补偿， G42刀具半径右补偿 G40 取消刀具半径补偿 G41、G42皆为模态指令，D*刀补参数号，如D01，刀 补参数中记录的是让刀量。 二、刀补数值的保存位置 刀补数值保存在系统中特定的储存器中，而不是 在 程
3、序中。程序中的“DXX”仅仅是告诉数控系统调 用“XX”号储存器中的数值作为刀具半径补偿的数值 。 例 如图1 中1号刀补（即D01）中，记录的是认刀量 是8mm。如果有程序调用了1号刀补，如 G41G01X10Y10D01,系统会从1号储存器中读取数值8， 然后自行计算，把程序设定的走刀路径全部向外平行 让出8mm的距离。 图1 FANUC0IMate数控系统刀补参数设置界面 三、判断左、右刀补的方法 判断刀具半径左、右补偿的方法: 假设工件不 动，沿着刀具的运动方向向前看，刀具位于工件 左侧的刀具半径补偿，称为刀具半径左补偿；假 设工件不动，沿着刀具的运动方向向前看，刀具 位于零件右侧的刀
4、具半径补偿，称为刀具半径右 补偿。如下图所示。 说明：主轴顺时针转时，G41为顺铣，G42为逆 铣。数控铣床上常用顺铣G41。 刀具半径补偿方向的判定 刀具前进方向 刀具前进方向 G41 G42 补偿量补偿量 沿着刀具前进的方 向观察，刀具偏在 工件轮廓的左边为 左补偿 沿着刀具前进 的方向观察，刀具 偏在工件轮廓的右 边为右补偿 刀具半径补偿G41、G42的判定 N60 X20 Y50； N70 X50 Y50； N80 X50 Y20； N90 X10 Y20； N100 G01 X0 Y0 ； N110 G00 Z100 N120 M05; N130 M30； % 刀具半径补偿的建立与取
5、消的实例 ： 半径补偿图 补偿模式 G41 D01 G40 建立刀具半径左补偿 取消刀具半径补偿 % O0001 N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03； N20 G00 Z100； N30 G00 Z5； N40 G01 Z-10 F50； N50 G01 X20 Y10 F100； 使用时注意事项 1、刀具半径补偿只能在二维 平面内不为零的直线内进行 。 2、建立补偿的程序段，应在 切入工件之前完成，而撤销 补偿的程序段，应在切出工 件之后完成。 3、G41(或G42)必须与G40成 对使用，且一般放在子程序 中。 半径补偿过切现象 活动 3 4、G41（或
6、G42）与G40之间的程序段不得出现任何转移 加工，如镜像、子程序加工等。 5、在有G41 (或G42)、G40的程序段，只能用G01或G00（ 一般用G01）控制轴的移动，若用其它轴移动指令（如G02 、G03）时，则系统报警 6、在运用刀具半径补偿功能编程时，加工内圆弧，注意刀具 的半径及半径补偿应不大于编程轨迹内圆弧的半径，否则将 发生过切或出现报警。 建立和取消刀补时，若使用G02、G03指令，则无论是建立刀补还是 撤销刀补都必须与机床直线运动指令配合使用。 2. 在FANUC 0iM系统中，由于预读能力有限，要求建立刀补后，在读 程序行中必须有位置运动指令，否则系统不知道下一步该往何
7、处运动 。如：如果出现连续两个程序段无补偿平面内移动指令，则系统无法 计算下一步的终点坐标： N100 G41 G00 X10 Y10 D01； N200 Z10； N300 M08； 此程序中，N100行在XY平面建立刀补后，由于N200和N300两行都未 出现在XY平面内的运动指令，则系统报警。 3. 程序中忘记写“D01”。 活动 4 建立刀补时易犯的错误 活动 5学习不留刀痕的方法 刀具如果沿垂直加工表面的方向（如图2 ）切入或离开工件表面时，因 刀具径向受力发生突变，会引起刀具微小的颤震，从而在工件表面留下 微小刀痕。如果将垂直切入，离开工件的加工表面改为沿加工表面的切 线方向切入、
8、离开，这样将颤震的方向由垂直加工表面改为平行加工表 面，因而不会在工件表面留下刀痕，这就是“切线入、切线出”原则。 图2 “垂直入、垂直出”留有刀痕示意图 如图3中刀具自下而上沿平行工件表面的方向切入工件，然后沿顺 时针方向环绕工件表面进行切削切削，最终沿平行于工件表面的方向 自右向左离开工件加工面。因为刀具平行于工件表面从而可避免刀具 在切入、离开时因受力突变引起的颤震，因而不会留下刀痕。 图3 “切线入，切线出”不留刀痕示意图 另一种常用的刀具切入方式是“圆弧切入圆弧圆弧切出”的方法 。图4 中刀具首先沿1/4圆弧运动至O点切入工件,然后刀具侧刃向右 沿工件轮廓走刀(图中从1O点2点运动)
9、。离开时，刀具从左侧 切削至O点后转向再沿1/4圆弧离开工件表面(图中从3O点4运动) 。这种走刀方式的优点在于刀具切削力变化现对均匀，所以不会再 工件表面留下刀痕。 图4 “圆弧入、圆弧出”不留刀痕示意图 实例 1 图 5 1、零件图工艺分析 该零件材料为LY（硬铝），毛坯尺寸长宽高为了 120mm12030mm。零件表面精糙度值要求为Ra3.2， 本课题以加工十字外形凸台与圆槽为例，如图5。可采 用14高速钢键槽铣刀进行铣削的方案。 2、确定装夹方案 选用平口虎钳装夹，下垫垫铁。 3、刀具选择 本课题选择14高速钢键槽铣刀。 4、铣削用量选择 确定主轴转速时，查表3-2高速钢铣刀加工铝材时
10、的切削 速度为2045m/min，取Vc=30 m/min。然后根据铣刀直径 和公式 计算主轴转 速，并填入工艺卡片中。 取n=700r/min 确定进给速度F时，根据铣刀齿数Z（Z=2）、主轴转速和 切削用量手册中给出的每齿进给 量，查表3-3高速钢铣刀加 工硬铝时的每齿进给量为0.050.15mm，取为0.1，利用式 计算进给速度并填入工艺卡片中。 mm/min 取F=140 mm/min 5、加工路线线的设计设计 建立工件坐标系如图。加工路线的设计见图 所示， 图中细实线圆为 刀具。 6、工艺艺卡片 工艺卡片见表 工序加工内 容 刀具类型 主轴 转速 （ r/mim ） 进给量 （ mm
11、/min ） 背吃刀 量/mm 1轮廓铣 削 14键槽 铣刀 7001401 表1-1 零件3工艺卡片 零件加工程序 %程序传输格式符 O1003；程序名 N10 G90G17G40G54G00Z100； 绝对坐标编程，选择XY工作平 面，取消刀具半径补偿，选择 工件坐标系G54，刀具定位至 安全高度； N20 M03 S700；主轴正转，转速为700r/min N30 G00 X-75Y-75；定位至1点； N40 G00Z5；定位至进刀平面； N50 G01 Z-5 F50进刀至切削深度； N60 G41D01G01X-50Y-30F140；直线插补12并建立刀具半径左 补偿，刀补号01；
12、 N70 G01X-50Y15；23； N80 G01X-25Y15；34； N90 G03X-15Y25R10；45； N100 G01X-15Y50；56； N110 G01X15Y50；67； N120 G01X15Y25；78； N130 G03X25Y15R10；89； N140 G01X50Y15；910； N150 G01X50Y-15；1011； N160 G01X25Y-15；1112； N170 G03X15Y-25R10；1213； N180 G01X15Y-50；1314； N190 G01X-15Y-50；1415； N200 G01X-15Y-25；1516； N2
13、10 G03X-25Y-15R10；1617； N220 G01X-65Y-15；1718； N230 G40G01X-75Y-75；181取消刀具半径补偿； N240 G00Z5；抬刀至进刀平面； N250 G00X0Y0；定位至O； N260 G01Z-3F50；进刀至切削深度； N270 G41D01G01X-7.5Y10F140； O19建立刀具半径左补偿，刀补 号01； N280 G03X-17.5Y0R10；1920圆弧切入； N290 G03X-17.7Y0I10J0；全圆加工； N300 G03X-7.5Y-10R10;2021圆弧切出 N310 G40G01X0Y0;21O取消刀具半径补偿 N320 G00Z100；快速退刀至安全高度； N330 M05；主轴停止； N340 M30；程序结束并返回程序开头； %程序结束符，用于程序传输；
