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1、数控机床原理及应用,第三十六讲,本讲内容提要,刀具补偿的定义 刀具几何尺寸补偿与刀具磨损补偿 刀具刀尖半径补偿 刀尖半径补偿指令G40、G41、G42,刀具补偿的定义,在数控车削编程中，刀尖的位置是假想位于刀架的中心点上，而实际所采用的刀具是各种各样的，各种刀具在形状尺寸和刀具的使用状况上也存在较大的差异，在进行数控车削加工时必须对这种差异进行补偿，才能加工出正确的零件形状，在数控编程中将这种补偿称为刀具补偿。,刀具几何尺寸补偿与磨损补偿,刀具几何尺寸补偿用于补偿刀具形状或刀具附件位置上的差异；刀具磨损补偿用于补偿刀尖的磨损，图7-34 a）所示为这两种补偿的示意图。从图中可以看出，所谓几何补
2、偿值是以刀架中心点A作为编程点，在实际刀具所在位置安装一把标准刀具，标准刀具刀尖相对刀架中心的偏移量。所谓磨损补偿值是以标准刀具刀尖相对于磨损后的刀具刀尖的偏移量。,刀具几何尺寸补偿与磨损补偿,这两种补偿可以分别设置。当不需要区分这两种补偿时，可以将这两种补偿值的和设置为刀尖位置补偿，如图7-34 b）所示。 a） b 图7-34 车刀刀具补偿,A,标准刀具,实际刀具,Z轴磨损补偿值,Z轴几何补偿值,X轴磨损补偿值,X轴几何补偿值,A,Z轴补偿值,X轴补偿值,实际刀具,由于存在两种形式的偏移量，所以车刀刀具补偿使用有两种方法，一种是将几何补偿值和磨损补偿值分别设定存储单元存放补偿值。另一种是将
3、几何偏移量和磨损偏移量合起来补偿。华中世纪星车床数控系统（HNC-21/22T）采用的是后一种补偿方法。 在华中世纪星车床数控系统（HNC-21/22T）中，刀具的补偿功能由T代码指定，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具偏置补偿号。T代码的说明如下：,刀具几何尺寸补偿与磨损补偿,刀具几何尺寸补偿与磨损补偿,如图所示，图中的实线是刀架中心A点的编程轨迹线，虚线是执行位置补偿时A点的实际轨迹线，其程序为： G00 X50 Z100 T0101； G01 Z300； G00 X150 Z400 T0100； ,刀具补偿注意事项,刀具补偿建立程序段内必须有G00或G01功能才有效，而且偏移量补偿
4、必须在一个程序的执行过程中完成，这个过程不能省略。 取消刀具补偿程序段内必须有G00或G01功能才有效，而且取消偏移量补偿必须在一个程序的执行过程中完成，这个过程也不能省略。 在调用刀具时，必须在取消刀具补偿状态下调用刀具。,因为车刀的刀尖由于磨损等原因总有一个小圆弧(车刀不可能是绝对的尖)，或采用成型圆头车刀，而在编程时其计算点是根据理论刀尖(假想刀尖)P来计算的，如图所示。 刀具刀尖圆弧半径与假想刀尖,刀具刀尖半径补偿,刀具刀尖半径补偿,因此在车削加工时，实际起作用的切削刃是圆弧的各切点，这样在加工圆锥面和圆弧面时，就会产生加工表面的形状误差，如图所示。 刀具刀尖圆弧半径有补偿和无补偿时的
5、轨迹,刀具刀尖半径补偿,从图7-37中可以看出，采用假想刀尖P编程序时，刀具圆弧中心轨迹如图7-37中双点划线所示，刀具实际加工轨迹和工件要求的轮廓形状存在误差，误差大小和圆弧半径R有关。若采用刀具圆弧中心编程仅使用半径补偿功能时，则刀具圆弧中心的轨迹是图中的实线，加工轨迹和工件要求的轮廓相符。所以在刀尖由于磨损等原因产生一个小圆弧，或选用圆头车刀加工工件时，一定要采用圆弧半径补偿功能。,刀具刀尖半径补偿,在实际刀具上有两个点可用作为数控编程的起点，即刀尖半径中心和假想刀尖。在实际数控车削编程中，可将刀架中心设置在起始点，从该点到刀尖中心或假想刀尖的距离设置为刀补值，如图所示。,刀具刀尖半径补
6、偿,假想刀尖A的方位有8种，分别用18八个数字代码表示。同时规定，当刀尖中心与起始点一致时，假想刀尖编号为0或9。,刀尖半径补偿指令,数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖A点或刀尖圆弧圆心O点。但实际加工中的车刀由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。 这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。,刀尖半径补偿指令,刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40指令及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来加入或取消刀尖圆弧半径补偿的。 格式： X_ Z_； G41为左刀补(在刀具前
7、进方向左侧补偿)，G42为右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)。G40指令为取消刀具半径补偿。X、Z为G00/G01的参数，即刀补建立或取消的终点坐标。G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。,刀尖半径补偿指令,在使用刀具半径补偿指令时应注意： G41/G42不带参数，其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值)由T代码指定。T代码的格式为T00T99，其中为刀具编号，0099为刀尖圆弧半径补偿寄存器，在寄存器存有车刀圆弧半径补偿值及刀尖的方向号。,刀尖半径补偿指令,使用圆弧半径补偿时，刀具自动补偿过程的轨迹如图所示。 由G40程序段变更为G41或G42程序段，称起始程序段。从图中可以看出，在起始程序段中，刀具在移动过程中逐渐加上补偿值。,刀尖半径补偿指令,若需要取消G41或G42功能时，可以在加工程序段后面加G40程序段即可实现。下图是执行G40程序段取消刀具半径补偿起始的过程。,本讲小结,刀具补偿的定义和分类。 刀具几何尺寸补偿与磨损补偿的定义及表示方法。 进行刀尖圆弧半径补偿的场合和目的。 刀尖半径补偿的目的。 G40、G41、G42指令编程的格式及编程注意事项。,作业,为什么要进行刀具半径补偿？ 逆时针方向加工内弧的刀补指令是什么？,
