数控车床的刀尖圆弧半径教案例
刀尖圆弧半径补偿说课件
1、实际刀尖圆弧对工件加工产生的影响：
刀尖圆角R造成的少切与过切
编程时，我们通常都将车刀刀尖作为一点来考虑， 但实际上刀尖处存在圆角 。
2、常用刀具的刀位点：
车刀的刀位点 点 钻头的刀位点 圆柱铣刀的刀位点 球头铣刀的刀位
3、刀具圆弧半径对锥度加工误差图例：
A
Q
4、刀尖圆弧补偿的目的：就是解决刀尖 圆弧可能引起的加工误差。
教具：
采用多媒体教学课件、数控仿真软件、电子教
室、自制教具（G41\G42判定方法示意图）来提高
教学效率和教学质量。
四：说学法：
（一）.识：
通过课件演示，培养学生敏锐的观察力。
（二）.议：
指导不同层次的学生互相启发、讨论、释疑，使学生 加深对所学知识的记忆与理解。
（三）.思：
启发学生对所学知识进行总结、归纳，使知识结构化、 系统化。
刀尖圆弧半径补 偿
《刀尖圆Байду номын сангаас半径补偿》说课稿
各位领导、各位评委： 大家好！
我们知道美、德、日等世界制造业发达的国家，无 一例外都是数控技术先进的国家。先进的数控机床已经 成为现代制造业的主要装备，它推动了加工技术的进步， 使制造技术进入了数控技术的新时代。
今天我说课的内容是《刀尖圆弧半径补偿》，本内 容位于中等职业教育国家规划教材、教育部技能紧缺人 才培养培训系列推荐教材《数控车削编程与操作训练》 第二章第二节。
（三）、教学目标
根据教材内容和教学大纲的要求，结合学生的实际 情况，（目前学生已经学习了车工工艺学和在普车上操 作的一些基本技能，而且前几次课已对数控机床的加工 特点及基本指令作了详细介绍，学生已经能够用数控编 程指令加工简单的轴类零件，学生比较容易理解本节课 的教学内容）确定以下教学目标：
数控车床加工 教案十一.
无锡市高级技术学校实训项目:数控实习复习:一 . 刀具 T编程时,使用 T 指令可以选择刀具。
如果是手动换刀,则你必须在控制系统中输入刀具号,这样以便控制系统能正确地识别出该刀具。
二 . 刀具补偿号 D一个刀具可以匹配从 1到 9几个不同补偿的数据组, 如果没有编写 D 指令,则D1自动生效。
如果编写 D0,则刀具补偿值无效。
三 . 刀具半径补偿的设置与取消切削加工时,为了提高刀尖强度,降低加工表面粗糙度,刀尖处可以刃磨成圆弧过渡刃。
(1在切削内孔,外圆或端面时,刀尖圆弧不影响其尺寸、形状;(2在切削锥面或圆弧时, 就会造成过切或少切。
此时可用刀尖半径补偿功能来消除误差。
当然,当刀具磨损时,也可以采用该功能来消除加工误差。
是否对刀具进行以及用何种方式补偿由 G 代码中的 G41, G42, G40决定。
通常,车削零件外形时采用 G42,加工零件内形时则用 G41,代码 G40用于取消刀尖半径补偿。
需要注意的是:1. 这三个代码都只有在线性插补时才可以选用。
2. 刀具必须有相应的 D 号才能有效 .加工工艺分析 :(1 分析零件图♦通过对零件形状结构、加工精度、热处理及批量的分析, 确定零件可以采用车加工完成整个零件的加工。
♦通过分析零件的尺寸, 表面粗糙度, 材质等等, 粗步考虑零件的加工工艺参数—— S, F ,精车量,粗车进给……(2 确定定位基准——坏件轴心线和左端大端面装夹方式——三爪自定心卡盘夹紧加工路线——先车端面;再粗车φ42, φ34, φ28, φ24, SR9, 双面留 0.4mm 的精加工量;然后精车整个零件。
最后割断,保证长度 56㎜。
(3确定切削刀具—— 1号刀端面车刀2号刀外圆车刀(单件加工3号刀外割刀用 2号刀,粗车外形,留双面 0.4mm 的精加工量。
再用 2号刀,精车外形,达到图纸要求。
采用 3号割刀切断工件。
程序示范:6 G0 Z3 X21.4 G1 G3 Z-16.5 G1 G0 X3.4 Z0 X18.4 X25 Z3 X0.4 Z-16.5 G1 G3G1 G0 Z0 F0.2 Z-9 (精车 CR=9 Z-9 CR=9 G1 Z-15 X24.4 X40 G1 Z-15 X24.4 X40X18.4 X25 Z3 X0 G0 Z3 X15.4 G1 G3 G1 G0 Z0 X18.4 X25 Z3 X12.4 Z-9 CR=9 G1G3 G1 Z0 X18 Z-15 X21 X24 Z-16.5 Z-9 CR=9 G1 G3 G1 G0 Z0 X18.4 X25 Z3 X9.4 Z-9 CR=9 Z-25 X28 X34 Z-43 G2 X42 Z-60 X100 G0 T3D1 Z100 F0.3 Z-59 Z-47CR=4 Z-33 G1 G3 G1 G0 Z0 X18.4 X25 Z3 X6.4 Z-9 CR=9 G1 G1 G3 G1 G0 Z0 X18.4 X25 Z3 Z-9 CR=9 G1 G0 M05 X5 X100 Z100 M027 布置作业：日制图审核标准培训期签字练编练项习号习目 CLX 一4 数控车床练习材料:45 钢重量图号单位比例数量学号 GJJX--无锡高级技术学校现代制造加工中心8 课日教案课日课题：课题：编程练习（三）组织教学 1. 着装、安全检查2. 点名：全勤 3. 上课 2002/9/17 讲解： 1. 加工工艺分析示范 1. 程序编制示范巡回指导 1. 子程序的编制 1. 主程序的编制及子程序的调用 3. 模拟加工成绩评定实训注意事项课后小结 1. 进入机房要保持机房整洁。
刀尖圆弧半径补偿在数控车中的运用
Ｇ０ Ｚ ： １ 一８
Ｘ１ ： ｌ
Ｎ２ ＧＯ１ ３ ； ０ Ｚ一 ８
翦Ｉ 刀蘩
后量 刀槊
Ｇ ０ １ Ｑ ０ ７Ｐ ０ ２；
Ｇ Ｇ Ｘ１ ０ ０ ； ４０ Ｏ０ ０ Ｚ１ ０ Ｍ０ ； ５
图 ３ 车削 圆弧面产生的误差
ｌ ６ ２
科技信息
０机械 与电子 ｏ
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩ Ｆ Ｒ ＴＯＮ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
２１ ０ １年
第２ ０ ： Ｘ１ Ｚ－１ ５ ４； Ｚ－１ ７；
Ｇ９ Ｍ ０ Ｓ ００ ９ ３５ ；
差。
１ 在车削内外 圆柱 、 ． １ 端面时无形状误差产生 ， 际切削刃的轨迹与 实 工件轮廓轨迹一致 １ 刀尖半径对锥 面切削 的影响ｆ 图 ２ ． ２ 如 ）
图 ４ 半径 补偿后 的刀尖轨迹
３ 刀具 圆弧半径补偿在编程中的运用
３Ｉ 刀尖半径补偿 的建立指令 ． Ｇ １ 刀具半径左补偿 ； 站在第三轴指 向上 ， ４： （ 沿刀具运动方 向看 ， 刀具位 于工件左侧时补偿 ） ： Ｇ ２ 刀具半径右补偿 （ ４： 站在第 三轴指 向上 ， 刀具运动方 向看 ， 沿 刀具位 于工件右侧时 的补偿 ） 。 Ｇ １Ｇ ２ ４ 、 ４ 指令一般放在刀具接近工件 的程序段 中。（０ 或 Ｃ Ｏ Ｇ１ Ｏ 程序段、 ３ 刀尖半 径补偿 的取消指令 Ｇ ０ ． ２ ４ 般放在 刀具远离工件 的程序段 中 （０ 或 Ｇ ０ Ｇ１ ０ 程序段）
２１ ０ １年
第２ ３期
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ ＯＧ Ｎ Ｏ ＭＡＴＯＮ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＹＩＦ Ｒ Ｉ
刀尖圆弧半径
课堂练习4
×45°
×45°
青岛技师学院
数控仿真教研组
课堂练习
为什么要进行刀具圆弧半径补偿？ G41、G42的判断原则？ 刀具半径补偿的注意事项有那些？
用刀尖半径为0.8mm的车刀精加工外径。
O0001
•G00G40G97G99S500T0101M03; •X20.Z2.;
•G42G01Z1.F0.15;
•Z-25.R2.; •X40.C-2;
刀尖圆弧半径的影响
格式：G40/G41/G42 (G00/G01)X__ Z__
说明： G40：取消刀具半径补偿 G41: 刀尖半径左补偿 G42: 刀尖半径右补偿 1) 补偿方向的判断：沿着刀具前进的方向看，刀具在工件 左侧为左刀补G41，在右侧为右刀补G42； 2) 在车床刀具补偿设定的画面中，包括刀具位置补偿、刀 尖半径补偿、假想刀尖位置序号。即除了输入刀具位置， 刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心 的位置，这是因为内、外圆车刀或左、右偏刀的刀尖位 置不同，假想刀尖位置序号共有10个（1～8，0，9）， 如图所示，均看成后置刀架。
课堂练习1
例题1
例 在图中，试按图示尺寸编写粗车循环加工程序。 O0001 T0101 G00 X121 Z2 M08 (快速点定位到粗车循环起刀 点） M03 S700 G71 U2 R0.2 G71 P70 Q130 U0.5 W0.2 F0.3 N70 G42 G00 X40 （也可用G01进刀） G01 Z-30 F0.15 S1000 (F0.15 为精加工时进给 量)
课堂练习3
例题3
图12 G73指令运用示例
编写加工程序 O1111 T0101 M03 S800 G00 G42 X123. Z3. G73 U21.W0 R10 G73 P10 Q20 U0.5 W0 F0.3 N10 G00 X80. Z0 G1 Z-35. F0.1 S1000 X100. W-40.
经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿的解决方法
经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿的解决方法1. 背景介绍经济型数控车床是一种用于加工各种零部件的自动化机床。
在加工过程中，刀具的切削效果和精度直接影响到加工零件的质量和精度。
刀具的刀尖圆弧半径补偿是一种常用的解决方法，它可以通过调整刀尖圆弧半径来改善刀具的切削性能和精度。
2. 刀尖圆弧半径补偿的原理刀尖圆弧半径补偿是一种数控编程技术，通过在数控程序中设置刀尖圆弧半径的补偿值，使刀具在加工过程中能够按照期望的路径进行切削。
具体原理如下：•在数控程序中，设置刀尖圆弧半径补偿的值，通常表示为G40、G41或G42。
•G40表示取消刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径进行切削。
•G41表示左刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径的左侧进行切削。
•G42表示右刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径的右侧进行切削。
•刀尖圆弧半径补偿的值可以是正数或负数，正数表示刀具向外延伸，负数表示刀具向内缩进。
通过设置合适的刀尖圆弧半径补偿值，可以实现刀具的切削半径调整，从而改善加工效果和精度。
3. 经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿的应用经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿主要应用于以下几个方面：3.1 内外圆加工在内外圆加工过程中，刀具的切削路径通常是曲线形状，而刀具的尺寸是固定的。
为了保证刀具能够顺利地切削出期望的形状，需要进行刀尖圆弧半径补偿。
通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着期望的路径进行切削，从而保证加工零件的精度和质量。
3.2 复杂曲面加工在复杂曲面加工过程中，刀具需要按照复杂的路径进行切削。
由于刀具的尺寸是固定的，因此需要通过刀尖圆弧半径补偿来调整刀具的切削半径。
通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着期望的路径进行切削，从而实现复杂曲面的加工。
3.3 螺纹加工在螺纹加工过程中，刀具需要按照螺纹的轮廓进行切削。
为了保证螺纹的精度和质量，需要进行刀尖圆弧半径补偿。
通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着螺纹轮廓进行切削，从而实现高精度的螺纹加工。
第八章数控车公差及刀尖圆弧半径
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 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）
（3）图形和程序
刀具补偿设置界面图
四、刀尖圆弧半径补偿的指令G40、 G41、G42
1、指令格式： G41/G42 G00/G01 X(U)-- Z(W)-- ； G40 G00/G01 X(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
后置刀架
前置刀架
G41----对后置刀架是左补偿。 G42----对后置刀架是右补偿。 G41/G42 G00/G01 X(U)-- Z(W)-- ；是 建立刀补程序段。/----表示二者选其一。 G40 G00/G01 X(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。
应用刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42编制程序(模具数控加工技术课件)
G01 X26.0； X30.0 Z-22.0； G01 Z-35.0； N20 G40 X32.0； G70 P10 Q20；
G00 X80. 0 Z80. 0 M09;
M30;
刀尖圆弧半径补偿的方向
刀尖半径补偿指令注意事项
（1）G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令 写在同一程序段，通常与G00或G01写在同一程 序段。
（2）工件有锥度、圆弧时，必须在精车锥度或 圆弧前一程序段建立半径补偿，一般在刀具从起 始点接近工件时程序段建立半径补偿；刀具撤离 工件时，取消补偿。
（5）建立刀尖半径补偿后，在Z轴的切削移动量 必须大于其刀尖半径值（如刀尖半径为0.8mm， 则Z轴移动量必须大于0.8mm）；在X轴切削移动 量必须大于2倍刀尖半径值（如刀尖半径为 0.8mm，则X轴移动量必须大于1.6mm），因为X 轴用直径值表示。
3．刀具补偿量的设定
在MDI键盘上点击键，进入形状补偿参数设置界面。用 方位键↑ ↓选择所需番号，再用→ ←选择R和T，输入刀 具的刀尖半径值和刀尖方位号，按软键“输入”。
实训内容
毛坯为 32 ㎜× 60 ㎜的棒料，材料为45#
外圆粗车刀（1号刀）外圆精车刀（2号刀）
参考程序
O2005; T0101 M03 S800; M08; G00 X34.0 Z0; G01 X0 F0.1; G00 X33. 0 Z2.0; G71 U2.0 R0.5； G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.15； G00 X80.0 Z80.0; T0202 S1200; N10 G42 G00 X6.0 Z2.0； G01 Z0 F0.1； G01 X10.0 Z-2.0； G01 Z-15.0； G02 X20.0 Z-20.0 R5.0；
数控车床刀尖圆弧半径补偿课件
02
G41
刀尖圆弧半径左补偿。
03
04
G42
刀尖圆弧半径右补偿。
G43
刀尖圆弧半径补偿取消，同时 补偿值清零。
G40/G41/G42/G43指令的使用方法
1. 补偿的启动与取消
使用G40、G41、G42、G43等指令启动或取消刀尖圆弧半径补偿。
2. 补偿的输入
在补偿启动前，需要输入补偿值（即刀尖圆弧半径），补偿值可以 通过刀补画面输入或手动输入。
补偿方法：刀尖圆弧半径补 偿通过编程指令实现，无需 手动设置
补偿效果：补偿后可提高加 工精度和表面粗糙度Βιβλιοθήκη 刀尖圆弧半径补偿的示例程序三
01
刀尖圆弧半径补偿指令： G41.1、G40
02
补偿过程：通过G41.1指令 对刀尖圆弧半径进行补偿， 补偿过程为刀尖沿圆弧方向 移动，补偿结束后通过G40 指令取消补偿
02
刀尖圆弧半径的大小对切削过程 和工件质量有重要影响。
刀尖圆弧半径补偿的重要性
消除刀尖圆弧对切削轨迹的影响，提 高工件的精度和表面质量。
补偿刀尖圆弧对切削力、切削热和切 削振动的影响，提高切削过程的稳定 性和效率。
刀尖圆弧半径补偿的类型
刀尖圆弧半径左补偿（G41）
01
在切削过程中，刀具左侧的圆弧半径产生影响，需要补偿。
03
补偿方法：刀尖圆弧半径补 偿通过编程指令实现，无需 手动设置
04
补偿效果：补偿后可提高加 工精度和表面粗糙度
05
刀尖圆弧半径补偿的注意事项
刀尖圆弧半径补偿的误差来源
刀具半径测量误差
刀具半径的测量值与实际值之间可能存在误差，导致补偿值不准 确。
刀具磨损
数控车床刀尖圆弧半径补偿市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
练习：
加工如图所示零件，已知毛坯为 φ60×75，材料45钢，试编制加工程序。
（4）、G41、G42指令不要反复要求，不然会产生一种 特殊旳补偿。
⑸刀具补偿旳编程实现 1>刀径补偿旳引入（首次加载）：
❖刀具中心从与编 程轨迹重叠到过分 到与编程轨迹偏离 一种偏置量旳过程.
2>刀径补偿进行
刀具中心一直与编程 轨迹保持设定旳偏置 距离.
3>刀径补偿旳取消
❖刀具中心从与编 程轨迹偏离过分到 与编程轨迹重叠旳 过程.
刀径补偿旳引入和考虑刀尖半径补 偿
D
C （24，-24）
O
%0001 N1T0101 N2M03 S400 N3G00 X40.0 Z5.0 N4G00 X0.0 N5G42 G01 Z0 F60 (加刀补) N6G03 X24.0 Z-24 R15 N7G02 X26.0 Z-31.0 R5 N8G40 G00 X30 (取消刀补) N9G00 X45 Z5 N10M30
动轨迹，只按零件轮廓编程。
➢ 使用刀具半径补偿指令。
➢ 在控制面板上手工输入刀具补偿值。
➢ 执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀
具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自 动偏离工件轮廓一种补偿距离，从而加工出所要 求旳工件轮廓。
刀尖方位旳设置
➢ 车刀形状诸多，使用时安装位置也各异，由此决定刀
数控车床刀尖圆弧半径补偿
知识回忆
刀具补偿：刀具旳几何补偿
（TXXX实现）
偏置补偿 磨损补偿
提问：刀具补偿除了刀具旳 几何补偿外还有别旳补偿吗？
刀具补偿除了刀具几何补偿外 还有刀具旳半径补偿。
⑴刀具半径补偿旳目旳
➢ 若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其 编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。
应用刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42编制程序(模具数控加工技术课件)
刀尖半径补偿指令注意事项
（4）执行刀尖半径补偿后，刀具路径方向必须 是一致的。即执行G41后刀具路径向Z轴负方向 切削，就不允许往Z轴正方向移动，如需要沿Z 轴正方向移动，则必须用G40取消刀尖半径补偿 。
刀具几何补偿
刀补指令用T代码表示，常用T代码格式为：T×××× ，即T后可跟4位数，其中前2位表示刀具号，后两位表示 刀具补偿号，当补偿号为0或00时，表示不进行补偿或取 消刀具补偿。若设定刀具几何和磨损补偿同时有效时， 刀补量是两者的矢量和。即：X = Xj + Xm、Z = Zj + Zm 。
3．刀具补偿量的设定
数控车床是按刀尖对刀，使刀尖位置与程序中的起刀点 重合，刀尖位置方向不同，那么刀具在切削时所处的位 置不同，所以补偿量和补偿方向也不同。刀尖的方位共 有8种可供选择。
刀具几何补偿
刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或 基准刀具的偏移的，刀具磨损补偿则是用于当刀具使用磨损后刀具 头部与原始尺寸的误差的。这些补偿数据通常是通过对刀后采集到 的，而且必须将这些数据准确地贮存到刀具数据库中，然后通过程 序中的刀补代码来提取并执行。
2-9应用刀尖圆弧半径补偿指令G40、 G41、G42编制程序(模具数控加工技
术课件)
任务四 应用刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42编制程 序
1．刀具半径补偿的作用 编程时，我们通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，均
以理想刀尖点切削工件，但实际上真正的刀尖是不存在 的。切削加工中，为了提高刀尖强度，降低加工表面粗 糙度，通常车刀刀尖处制成带有一定半径值的圆弧过渡 刃。
刀尖圆弧半径补偿编程
数控车床刀尖圆弧半径补偿编程教案科目数控车床加工技术课时1课时课题数控车床刀尖圆弧半径补偿编程授课班级12数控1班教学目标知识目标1、了解刀尖圆弧对工件加工的影响。
2、掌握刀尖圆弧半径补偿的定义、偏置方向的判别。
3、掌握刀尖圆弧半径补偿的指令格式与补偿过程。
4、了解数控车床常用车刀的刀沿位置及参数设置。
能力目标1、在足够了解刀尖圆弧半径补偿和补偿过程的基础上，完成工件精加工程序的编制。
情感目标1、通过了解刀尖圆弧半径补偿，提升学生对数控编程与加工的理解，为以后的教学做一个很好的铺垫。
教学重点1、掌握刀尖圆弧半径补偿的定义、偏置方向的判别。
2、掌握刀尖圆弧半径补偿的指令格式与补偿过程。
3、了解数控车床常用车刀的刀沿位置及参数设置。
教学难点1、理解假想刀尖与实际刀尖与圆弧圆心的关系。
2、了解为什么刀尖圆弧会对工件加工的影响。
教学内容分析数控车床加工技术是数控班级的专业主修课程。
在上堂课中我们学习了台阶、锥度、圆弧的编程。
本节课在以前的基础上新增了刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，通过本节课的内容让学生理解刀尖圆弧半径补偿的功能及作用，并利用圆锥轴类零件的编程，让学生掌握刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。
教学对象分析教学对象为数控专业二年级的学生，在以前的学习中他们已经开设过数控机床的编程于操作、数控初级与中级培训。
教学全班同学人数44人，每组设组员2人。
组织每组完成一个工件程序的编制。
教学过程教学环节教学内容学生活动复习回顾复习：1、根据上堂课的内容将图纸零件进行程序编制。
学生编程导入新课一、刀尖圆弧对工件加工的影响老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？老师：车刀的刀尖是尖吗？老师：请看下图，任何一把尖形车刀都会带有一定的刀尖圆弧，那么，请问刀尖带有半径不大的圆弧是起什么作用？学生回答导入新课图1 刀尖放大图图2 假想刀尖示意图学生看图思考回答新课讲授老师：黑板上的程序是用假想刀尖,按工件轮廓尺寸而编制的，然而我们实际的刀尖是带有一段很小的圆弧，那么在加工过程中对零件的精度是否有影响？有哪些影响？请看图讨论刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。
浅析数控车床刀尖圆弧半径补偿
浅 析 数 控 车床 刀 尖 圆弧半 径 补偿
张彦 民
（ 吉林农业科 技学 院机械工程学院， 吉林 １２０ ） ３１ １
摘
要： 数控 车床加工 中车刀的刀尖圆弧半径补偿是 影响零件加 工精度的重要 因素之 一。本 文分析 了圆弧 刀尖在零
件加工 中影响精度的原因， 介绍 了刀尖圆弧半径补偿方法、 过程 及注意事项 ， 并通过 实例进 行说 明。
数控车床是 目前使用 比较广泛 的数控机床， 主要用于轴类和盘类 回转体工件的加工 ， 虽然采
用 尖角车 刀对 加 工及 编 程 都 很 方 便 ， 由于 刀 头 但 越 尖就越容 易 磨 损 ， 并且 当 刀具 太尖 而 进 给 速 度 又较 大时 ， 明显 地感 觉 出一 般 轮 廊 车 削 产 生 的 可 车螺 纹 的效果 ， 即使减 少 进给 速 度 ， 会 影 响到加 也 工表 面的粗 糙 度 。 因此 ， 了提 高 刀 具 的 使 用 寿 为
收 稿 日期 ：０９ ２— １ ２０ —１ ３
作者简介 ： 民（９ ６ ， 吉林 省吉林市人 ， 张彦 １７ 一） 男， 实验师 ， 从事机械加工教学工作 。
・
１８ ・ ０
第１ ９卷 第 ３ 期 ２ １ 年 ９月 ００
吉林 农业 科技 学 院学报 Ｊｕｎｌｆ ｆｎＡ ｒｕｔｒ ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｙＣｌｇ ｏｒ ｉ ｇｃｌ ａ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ ｏｅｅ ａｏＪ ｌ ｉ ｕｌ ｅ ｏ ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｏ ｌ —ｌＳ ａ ｉ ｓ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｏ ｓ ｏ ｅ ｉ ｏ ｔｎ ａ ｔｒ ｉ ｆ ｃ ｉｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｍａ ｈ ｎｎ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔｏ — ｌ ｅ ｒｄｕ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｉ ｎ ｍｐ ｒａ ｔｆｃｏ ｎ ａ ｅ ｔ ｒｃｓｏ ｃ ｉｉ ｇ￣ ｃ ｒｅ Ｏ ｉ ｎ ｕａ ｙ ｉ ｕ ｒ ａ ｏ ｔｏ ａｈ ｎ ｎ ｍｅｉ ｌｃ ｎ ｒｌｌｔ ｅ．Ｉ ｈｉ ａ ｅ ．ａ ｌｚ ｓｔｅ Ｉ ａ 璐 ｈ ｗ ｏ ｌ—ｎ ｓ ｏ ａｆｃ ｈ ｃ ｕ ａ ｙｉ ｒｃｓｏ － ｃ ｎ ｔ ｓｐ ｐ ｒ ｎａｙｅ ｈ ＇ ｆ Ｂ 粥ｌ ｏ ｔｏ ｏ ｅｔ ｆ ｔｔｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｐ ｅ ｉｉｎ ｍａ ｅ
数控车床项目教学--简单圆弧轴的加工
数控车床项目教学——简单圆弧轴的加工侯海华【教学内容】《数控车床编程与加工技术》(高等教育出版社）项目四“成形面的加工"之任务一“简单圆弧的加工"。
【设计理念】根据“以能力为本位，以就业为导向”的职业教育方针，构建以岗位能力为本位的专业课程新体系,注重把理论知识和技能训练相结合，教学项目内容与任务拓展相结合，突出了实践操作、工艺分析和编程能力，并适当拓展相关知识，提高学生对所学知识的应用能力和综合能力。
通过让学生动手去做的有效教学途径，让学生在实践的过程中有所启发，有所感悟。
教师精选恰当的任务载体和正确的引导，使学生乐于接受任务,并在任务的完成的过程中获取相关知识和技能。
采用分组的方法，能够增强学生团队合作精神，同时吸取别人的长处，弥补自己的不足。
【教学对象】中等职业学校高二年级数控专业学生【教学课时】4课时其中：2课时（讲授+练习）数控实训车间多媒体教室2课时(机床操作+评比总结)数控实训车间【教材分析】《数控车床编程与加工技术》教材采用“任务驱动、项目教学”的方式编写，实际操作性强,任务直接选自企业生产实践案例，具有一定的综合性、难度和代表性。
【学情分析】本次课的教学对象是职高二年级学生，他们已有一学期的普通车床学习积累。
在本次课前，学生已学习了“项目一数控车床的认识"、“项目二数控车削的准备”、“项目三轴孔的加工”，有了一定的数控车床编程和加工基础。
【教学目标】根据教学大纲和教学内容，结合学生实际，制定如下教学目标。
1、最终目标：会加工简单圆弧成形面零件2、促成目标：（1）、知识目标能读懂简单圆弧成形面零件图知道简单圆弧成形面零件加工的相关工艺知识会用G02/G03指令编圆弧面的加工程序能熟练应用G71/G70循环指令完成外轮廓的编程(2)、技能目标会正确安装工件能正确选用刀具并安装会在数控系统上输入和校验程序能进行试切对刀，完成零件调试加工能完成简单圆弧成形面零件的测量（3)、情感目标☺通过对简单圆弧成形面零件的车削加工，使学生在最短时间内掌握成形面的加工方法,从而树立学习数控车工的自信心，使他们热爱自己的专业☺ 通过小组合作，同学间的互相帮助，培养学生团队合作精神 ☺ 养成规范的操作习惯和精益求精的工作作风【重点难点】★ 重点：能正确运用G02/G03指令编制圆弧轴的加工程序★ 难点：正确判断圆弧的顺逆方向，选择圆弧插补G02或G03指令编程【教学方法】任务驱动+小组合作+项目教学 【教学准备】学生人数：中职高二年级数控专业40名以内（2人一组，互相合作完成) 教学环境：数控实训车间+数控实训车间多媒体教室（现场教学） 零件实物：1件（讲授时展示给学生，引入项目用）零件毛坯：40件(每一组学生操作一台数控车床,提供毛坯2件) 数控车床:CY —K6132 （FANUC 系统） 20台【教学流程】实物展示任务引入 任务要求多媒体教室任务分析多媒体教室机床操作数控实训车间任务评价数控实训车间教学反思 数控实训车间项目四 任务一简单圆弧轴加工多媒体教室任务实施多媒体教室知识拓展 巩固、作业知识链接相关编程知识任务要求1、出示图纸技术要求、锐角倒钝，去毛刺。
刀尖圆弧半径补偿20170401
前置刀架
数控车床不管是后置刀架还是前置刀架的结构，
G41 G42 的 判 定 方 法
其外圆表面自右向左进行切削时，应是右补偿。 其内圆表面自右向左进行切削时，应是左补偿。
后置刀架
前置刀架
把带有刀尖圆弧类车刀的刀位点从假想刀尖移至刀尖圆弧
的圆心。
定义 为了确保工件轮廓形状，加工时刀尖圆弧的圆心运动轨迹应与
2.当编制工件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹， 只按工件轮廓编程。
3.刀具半径补偿引入和取消时，刀具位置的变化是一个 渐变的过程。
刀补时应注意
1、刀具半径补偿的引入和取消应在不加工的空行 程段上，且在G00或G01程序行上实施。
2、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特 殊的补偿。 3、为避免切出时可能产生的欠切现象，切出点的X 向取值可略大于外圆直径1—2mm。
《刀尖圆弧半径补偿》
富阳学院
葛铭锋
复习回顾
1.根据前两次课的加工零件，探讨程序的编制不同点。
导入提问
提出问题：
刀尖放大图
新课讲授
外圆车刀 假想刀尖示意图
刀尖圆弧半径对加工的影响
P P
B A
加工台阶或端面：对加工表面的尺寸和形状影响不大， 但在端面的中心位置和台阶的底部清角位置会产生残留误差。
编程加工
1.使用刀尖圆弧半径补偿进行编程，上机练习加工。
刀尖圆弧半径补偿 G41、G42、G40
G41 G01/G00 X__ Z __ F__
指 令 格 式
刀尖圆弧半径左补偿
G42 G01/G00 X__ Z__ F__
刀尖圆弧半径右补偿
G40 G01/G刀尖圆弧半径补偿 G41、G42、G40的应用
刀尖圆弧自动补偿功能-FANUC-0T-数控车床编程
刀尖圆弧自动补偿功能FANUC-0T 数控车床编程编程时，通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角。
当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。
但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象=。
具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。
G40--取消刀具半径补偿，按程序路径进给。
G41--左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。
G42--右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。
在设置刀尖圆弧自动补偿值时，还要设置刀尖圆弧位置编码，指定编码值的方法参考图3.26。
例：应用刀尖圆弧自动补偿功能加工图3.27所示零件：
刀尖位置编码：3
N10 G50 X200 Z175 T0101
N20 M03 S1500
N30 G00 G42 X58 Z10 M08
N40 G96 S200
N50 G01 Z0 F1.5
N60 X70 F0.2
N70 X78 Z-4
N80 X83
N90 X85 Z-5
N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15
N110 G01 X94
N120 X97 Z-19.5
N130 X100
N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000 N150 M30。
浅谈数控车床刀尖圆弧半径补偿应用
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浅谈 数控车 床 刀尖 圆弧半径 补偿 应用
王 丽 珍
摘 即车 刀刀 尖半 径 。本 文 结合 实际， 系统介 绍 了刀具 半径 补偿 的 的原理及 应 用方 法。
～ 一
随着现代数控技术 的发展 ， 全功 能型数 控 车床和车 削加 工中心应用 的普及 ，对零件精 度 要求的提高 ， 如何用好刀尖圆弧半径补偿这一 功能 ， 是获得高精 度零 件的重要手段之一 ， 是 也 中等职业技术 学校 机加工学生必须要掌握 的知 识点之一 。 １ 刀尖 圆弧半径补偿 的原理 １ 半径补偿的原因 ． １ 在学 习刀尖 圆弧 的概 念前， 我们认为刀 片 是尖锐 的＇ 刀尖看作一个 点 ， 之所 以能 并把 刀具 够实现复杂轮 廓的加工 ，就是因为刀尖 能够 严 格沿着编程的轨迹进行切削。 但实际上 ， 前 广 目 泛使用 的机夹 刀片的切削尖 ，都有一个微小 的 圆弧 ， 做 ， 以提 高刀具 的耐用 度 ， 可 这样 既可 也 以提高工件的表面质量。 而且 ， 不管多么尖的刀 片 ， 一段时间 的使用 ， 经过 刀尖都 会磨成一个 圆 弧， 导致在 实际加 工 中， 一段 圆弧刃 在切 削 ， 是 这种 情况 与理 想刀 尖第三轴判断刀补方向是一件困难的 Ｂ 为锥面 的倾斜角 ， 事， 为了方便 ， 我们可 以这样记忆： ｒ 为刀尖半径。 后置 刀架 ， 见 即所 得 到 的是左 补偿 ， 所 如 果 ＣＤ点 的坐 标 分别 为 （１ｚ）（２ 用 Ｇ Ｉ 、 ｘ，１、ｘ ， ４ ， 的是右补偿 ， Ｇ ２； 看到 用 ４） ｚ） ＡＢ两点 的坐标分别为： ２， 、 则 前置 刀架 ， 见非所 得 （ 的是左 补偿 ， 所 看到 （ｌｚ一 ）（２ｚ 一 ｘ ，ｌ △Ｚ 、ｘ ， △Ｚ） ２ 用 Ｇ ２看到 的是右补偿 ， Ｇ １ ４， 用 ４） 。 这 样刀尖只需按 Ａ Ｂ 、 点运 动 ， 即可达到锥 ２ 补偿的方式 和路径 － ３ 面欠切 补偿 的 目的 。当然 ， 在实 际中的坐标计 现代数控系统 执行的是 ｃ型补偿方式 。当 算， 还要考 虑与之相连 的线段与 它构成的拐角 ， 刀具执行半径补偿 时 ， 系统 会一 次预读两个程 及其兼顾两边 的处理方法 。 序段，根据两个程序段交点连接的情况计算出 当假想 刀尖按新 的轨迹 Ａ 运 行时 ，刀尖 相应的运动轨迹后 ， Ｂ 再依次执行各个程序段 。 如 圆弧 的圆心 Ｏ正好 与程序轨迹保 持一个半径的 果是单段运行 ，会按预读计算 的轨 迹在第一个 距离 。所 以 ， 刀尖半径补偿 ， 所谓 不是说 让刀尖 程序段的终点处暂停。 如果是连续运行 ， 按预 先 向轮廓方 向移动一个半径 的距离 ，而是 让刀尖 读的两个程序段 的计算结果 ， ｉ 执行第 一个程序 的圆弧 中心始终保持在与程序段 轮廓一个半径 段 ， 同时再 预读第 三个程序 段 ， 后按 照第二 、 然 距离 的位置上 。 第三程序 段 的计算 结果 ，执行第 二程 序段 ， 同 １ 对刀的方 向与假想刀尖号 ． ３ 时， 再预读第四程序段 ， 顺 依 序完 成所有程序 图 ２中， 了补偿锥 面欠 切的余量 ， 为 系统会 段的执行 工作 。由于采用 了提前 预读模 式 ， 因 让刀尖 向两个 坐标轴的负方 向移动 ， 是由 刀 此 ， 轮廓 控制上 很精确 。 这 在 刀尖半径补偿分 为三 尖 的切削方 向与 圆弧中心 的位置关 系决定 的 。 个步骤： 刀补建立 、 刀补进行 、 刀补取消 。从无补 虽然说采用半 径补偿 ，可以加工 出准确 的轨迹 偿 方式 到建立 Ｇ １ Ｇ ２ ４ 或 ４ 指令 ，称 为刀 补建 形状 ， 但若刀具 选用不正确 ， 如左偏刀换 成右偏 立。刀补进行是刀具按照半径补 偿的设 定方式 刀 ，那么采用 同样 的刀补算法就不能保证 加工 执行工件加工 的过程 。当设定 的补偿工 作完成 的准确性 。 这就引 出了刀尖方 向的概念 。 车刀刀 后 ， Ｇ ０ 用 ４ 指令退出补偿为刀补取消。 尖的方 向是从刀尖圆弧中心 ０看假 想刀尖的方 ２ － ４刀尖圆弧半径磨损后的处理 向， 具体的选用由刀具切削时的方向决定。 和刀具 几何磨损后需要 设定刀具的磨耗补 ２半径补偿 的方法 偿 值一样 ， 当刀尖长时间使用后 ， 圆弧半径 刀尖 ２ 补偿参数的设置 ． １ 也 会发生变化 ， ４所示 。刀具 的几何磨耗 ， 如图 图３ 为西门子 ８２ ０Ｄ的刀补界 面 ， 各个参数 也会引起半径磨耗 ，因此 ，调整 了几何磨 耗补 根据刀具 的形状 和安装位置设定 。对于新 安装 偿 ， 也应适 当调整半径磨耗补偿 ， 这样才 能确保 的机夹刀 片 ， 可以查 阅刀片 的相关 参数 ， 半径 直 加工精度符合要求 。但这些数据一定要 通过实 接输入 。如果无据 可查 ， 手工估算 一下 ， 最好 但 际加工后 测得 的工件尺寸偏差进行确定 。 开始半径不要 定的太小 ，如果设定值小 于实际 值 ，可能会造成最后 车出的实际尺寸小 于轮廓 要求 。 于锥面或 圆弧加工过程 中出现 的偏差 ， 对 可以通过车削后 ， 测量工 件实际尺寸 ， 半径 输入 磨耗或修改半径值 ， 行补偿 调整。 以进
数控车床刀尖圆弧半径补偿的原理和应用
数控车床刀尖圆弧半径补偿的原理和应用
杨会喜，高秀华
（沧州职业技术学院，河北 沧州 061000）
摘 要：数控编程是按照车刀的刀位点编制的，实际加工中车刀刀尖并不是一个“点”，而是一段小圆弧。本文分析了刀尖 圆弧半径对零件尺寸精度的影响，介绍了刀尖圆弧半 +- 径补偿的原理、补偿方法及应用中的注意事项。 关键词：数控车床；刀尖圆弧半径补偿；原理；注意事项
由于刀尖圆弧的存在，在对刀时，X 轴和 Z 轴两 个方向的对刀点分别是刀片圆弧的 X 轴和 Z 轴方向 上最突出的点，这时，数控系统就会以 X 轴和 Z 轴方 向上最突出的点的对刀结果综合确认一个点作为对 刀点，这正是与 X 轴和 Z 轴方向上最突出的点相切 的两条直线的交点，称之为假想刀尖，也就是刀具的 刀位点。数控系统正是以这个假想刀尖作为理论切 削点进行车削的，而假想刀尖在实际加工中是不存 在的。实际切削点是刀尖圆弧和切削表面的相切点， 随着切削位置的改变而改变，不可能通过对刀确定， 但是切削点与圆弧圆心的距离始终是刀尖圆弧半径 值。车端面时，切削轨迹垂直于机床轴线，实际切削 点为 X 轴方向上最突出的点，与假想刀尖点的 Z 坐 标值相同；车外圆面和内孔时，切削轨迹平行于机床 轴线，实际切削点为 Z 轴方向上最突出的点，与假想 刀尖点的 X 坐标值相同，如图 1 所示。因此，车刀刀
尖圆弧半径大小对端面和内、外圆柱面的直径没有 影响，但是在台阶的过渡处会有欠切现象。
假想刀尖 O R
外径切削点 Z
端
刀具
面
切
削
点
X
图 1 车刀示意图
1.1.2 刀尖圆弧半径对加工锥面、圆弧面和曲面类零 件表面的影响
当加工锥面和圆弧面时，切削轨迹与机床轴线 既不垂直也不平行，实际切削点与假想刀尖点的 X、 Z 坐标都不同。加工锥面时，假想刀尖沿着轮廓运动， 实际圆弧切削点与编程轨迹有一个固定的距离，实 际圆弧切削点的轨迹与机床主轴的角度和假想刀尖 的轨迹与机床主轴的角度相同，所以刀尖圆弧半径 对圆锥的锥度没有影响，而外圆锥面会造成固定数 值的欠切，导致锥面直径的尺寸偏大，内圆锥面会造 成固定数值的过切，导致锥面直径的尺寸偏小。对于 圆弧面加工，如果是不过象限的圆弧加工会造成欠 切或过切，如果是过象限的圆弧加工欠切和过切二 者兼有，而且欠切量和过切量随着轮廓位置的变化 而变化。所以刀尖圆弧半径会影响圆弧的圆度和圆 弧半径的大小，而且刀尖圆弧半径越大，加工误差越 大，如图 2 所示。
数控车床的刀尖圆弧半径教学案例
《数控车床刀尖圆弧半径加工带圆弧锥轴类零件》教学案例一、教学背景刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，本课题通过带圆锥轴类零件的加工，让学生掌握刀具刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。
本课题完成课时为4学时，学生人数为40人，分4人／组，每组完成一个工件。
教学目标：通过本课题的学习使学生掌握刀尖圆弧半径的补偿原理和方法，及补偿参数的设置，提高零件的加工精度。
时间资源：课前，课后和课内的设计和安排材料资源：45#材料信息资源：网络技术，多媒体技术，工具书，手册人员资源：双师型工作团队。
1位专业教师2位培训师。
学生小组和组长。
设备资源：FANUC系统数控车床2—3人，台；外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把；刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付，垫铁若干；游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。
环境资源：数控实训车间、数控仿真机房二、课程的实施(一)复习导入新课老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？学生：见过，在普车实习时，就见过，而且也用过老师：不错，学过的知识没忘记。
车刀的刀尖是尖吗？学生：是，但不是绝对尖。
老师：答得好。
请看下图,a图是理论刀尖，b图是实际刀尖。
这就是我们今天要讲的新课知识，刀尖圆弧半径补偿。
(a) (b)图1 圆头刀假想刀尖(二)提出问题，探究新课老师：看图回答问题。
请大家思考，下图是用一假设带了刀尖的圆头刀在数控车床上加工的路径，两种刀具切削会带来什么影响？刀尖圆弧半径对加工零件的精度有影响吗？学生：车圆锥面有影响老师：答得好，观察能力强。
那么有何影响？学生：在切圆柱面时无影响；切圆锥面时，圆头刀切得浅一些，有尖定的切得深一些。
老师：分析得非常正确。
请同学们看下图讨论的刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。
学生：刀尖圆弧半径对圆柱没影响，对圆锥和圆弧有影响并产生了误差。
老师：很对。
因为编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1a所示的P点就是理论刀尖。
刀尖圆弧半径补偿
后置刀架，+Y轴向外
前置刀架，+Y轴向内
P–假想刀尖点 S–刀具切削沿圆心位置 r–刀尖圆弧半径
数控车刀沿位置 数控车床的刀具切削沿位置
项目三
数控车削编程加工入门
后置刀架，+Y轴向外时的刀沿位置号
前置刀架，+Y轴向里时的刀沿位置号 常用车刀的刀沿位置号
项目三
数控车削编程加工入门
任务要求：如下图所示工件，毛坯尺寸为φ60mm×72mm，材料为45 钢，试采用刀尖圆弧半径补偿功能编写其右端轮廓的精加工程序。
刀尖圆弧半径补偿编程实例
项目三
数控车削编程加工入门
任务分析：为达到工件表面粗糙度要求，需选用带有刀尖圆
弧的车刀进行加工，为消除刀尖圆弧对工件加工的不利影响，可 运用刀尖圆弧半径补偿功能。 本任务在学习刀尖圆弧半径补偿功能相关知识的基础上，学 会运用刀尖圆弧半径补偿指令编写零件精加工程序，并学会在数
具偏置补偿号对应。
2．在刀具补偿模式下，一般不允许存在连续两段以上的 补偿平面内非移动指令，否则刀具也会出现过切等危险动作。 补偿平面非移动指令通常指仅有G、M、S、F、T指令的程序段 （如G90、M05）及程序暂停程序段（G04 X10.0）。
项目三
数控车削编程加工入门
三、刀具刀沿位置及刀具半径补偿值的设置
项目三
任务4
数控车削编程加工入门
刀尖圆弧半径补偿编程
1．熟悉刀尖圆弧对工件加工的影响。 2．掌握刀尖圆弧半径补偿的定义的方法，完成工件精加 工程序的编制。
4．了解数控车床常用车刀的刀沿位置，掌握刀沿位置 及刀具半径补偿值的设置。
项目三
数控车削编程加工入门
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《数控车床刀尖圆弧半径加工带圆弧锥轴类零件》教学案例一、教学背景刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，本课题通过带圆锥轴类零件的加工，让学生掌握刀具刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。
本课题完成课时为4学时，学生人数为40人，分4人／组，每组完成一个工件。
教学目标：通过本课题的学习使学生掌握刀尖圆弧半径的补偿原理和方法，及补偿参数的设置，提高零件的加工精度。
时间资源：课前，课后和课内的设计和安排材料资源：45#材料信息资源：网络技术，多媒体技术，工具书，手册人员资源：双师型工作团队。
1位专业教师2位培训师。
学生小组和组长。
设备资源：FANUC系统数控车床2—3人，台；外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把；刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付，垫铁若干；游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。
环境资源：数控实训车间、数控仿真机房二、课程的实施(一)复习导入新课老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？学生：见过，在普车实习时，就见过，而且也用过老师：不错，学过的知识没忘记。
车刀的刀尖是尖吗？学生：是，但不是绝对尖。
老师：答得好。
请看下图,a图是理论刀尖，b图是实际刀尖。
这就是我们今天要讲的新课知识，刀尖圆弧半径补偿。
(a) (b)图1 圆头刀假想刀尖(二)提出问题，探究新课老师：看图回答问题。
请大家思考，下图是用一假设带了刀尖的圆头刀在数控车床上加工的路径，两种刀具切削会带来什么影响？刀尖圆弧半径对加工零件的精度有影响吗？学生：车圆锥面有影响老师：答得好，观察能力强。
那么有何影响？学生：在切圆柱面时无影响；切圆锥面时，圆头刀切得浅一些，有尖定的切得深一些。
老师：分析得非常正确。
请同学们看下图讨论的刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。
学生：刀尖圆弧半径对圆柱没影响，对圆锥和圆弧有影响并产生了误差。
老师：很对。
因为编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1a所示的P点就是理论刀尖。
但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.4—1.6之间），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。
然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。
很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不同点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。
如果不进行刀尖圆弧半径补偿，在加工过程中，会产生什么现象呢？（请看下图）学生：图的右边产生了少切，左边产生的过切。
老师：答得非常好，棒极了。
这就是在数控加工中产生的过切和少切现象。
在编程过程中如何实现刀具圆弧半径补偿，这是这次课的重点内容。
(三)知识学习1.在实际加工过程中可以使用刀尖圆弧是0吗？这样做的目的是激发学生的求知欲，可以适当的提问一些后进生，2.分组进一步渐进式找规律：（1）刀尖圆弧半径与工件已加工圆弧之间有何关系？（）加工圆锥会是什么样子？1.编程指令及编程格式学生课堂看书（5分钟）老师：请学生到黑板上写出编程指令的格式学生：G41/G42 G00 /G01 X_ Z_;G40 G00/G01 X_ Z_；老师：请学生说出指令中各指令及地址符的含义。
学生：其中G41、G42为刀具半径左右补偿；G40为取消刀具半径补偿；X、Z为建立/取消刀具半径补偿直线段的终点坐标。
老师解释：刀具半径补偿的过程分为三步（如图）所示，刀补的建立，实现刀补和取消刀补。
注意事项（1）G41刀具左补偿，即沿刀具运动方向看刀具在工件的左侧；同理，G42刀具右补偿；G40取消补偿。
G41/G42不能连续使用，要想变换必须先用G40取消，再更换。
（2）G41/G42指令建立或取消必须在含有G00/G01指令的程序段中才有效。
（3）因为刀具偏置需要一定的时间，所以刀尖圆弧半径补偿必须在加工指令前建立，加工完成后取消。
以防因为调用刀补不当引起零件加工误差。
（4）不要与TXXXX混淆，TXXXX后两位是通过对刀建立的刀尖位轩补偿，要想正确使用刀尖圆弧半径补偿还必须在R对应位置输入刀尖圆弧半径值；（5）还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，如图所示。
学生编程O2222;G54G90G40;M03S800;G00X20Z2;G42G01X20Z0F0.5;Z-20;X40Z-40;G40G01X80Z-40;G00X100Z100;M05;M02;刀尖圆弧半径补偿在复合循环指令中的应用在实际加工中，数控车床工件的毛坯常用棒料或铸、锻件，加工余量较大，需要多次切削，FANUC oi系统提供了不同形式的固定循环功能，例如粗车循环指令G71、仿形粗车循环指令G73、精加工指令G70等，大大简化了程序，减少所占内存。
下面将结合刀尖圆弧半径补偿功能，利用G71、G70指令进行实例加工。
零件如图所示。
程序：O1111；G54G90G40；G00X22Z2；G71U2R1；G71P10Q20U0.4W0F0.3;N10G42G00X0F0.1;G03X8W-4R4;G01Z-8;X11;X15Z-14;Z-17;G02X15W-14R14;G01W-3;X18;N20Z-38;G70P10Q20G40G00X100Z100;M05;M30;注意事项：刀尖半径补偿功能只在精加工过程中产生作用。
若将刀尖圆弧半径补偿指令放在粗车循环指令之前，例如：“…G42G00X22Z2;G71U2R1;…”则会出现#34报警。
三、教学反思在刀具刃是尖利时，切削进程按照程序指定的形状执行不会发生问题。
不过，真实的刀具刃是由圆弧构成的(刀尖半径) 就像右图所示，在圆弧插补和攻螺纹的情况下刀尖半径会带来误差。
2. 偏置功能补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切削表面法向里的半径矢量不重合。
因此，补偿的基准点是刀尖中心。
通常，刀具长度和刀尖半径的补偿是按一个假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。
把这个原则用于刀具补偿，应当分别以X 和Z 的基准点来测量刀具长度刀尖半径R，以及用于假想刀尖半径补偿所需的刀尖形式数(0-9)。
这些内容应当事前输入刀具偏置文件。
“刀尖半径偏置” 应当用G00 或者G01功能来下达命令或取消。
不论这个命令是不是带圆弧插补，刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行的路径。
因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成；并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。
反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消过。
命令切削位置刀具路径G40 取消刀具按程序路径的移动G41 右侧刀具从程序路径左侧移动G42 左侧刀具从程序路径右侧移动二、假想刀尖的轨迹分析与偏置值计算用圆头车刀进行车削加工时，实际切削点A和B分别决定了X向和Z向的加工尺寸。
如图2所示，车削圆柱面或端面（它们的母线与坐标轴Z或X平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线重合；车削锥面或圆弧面（它们的母线与坐标轴Z 或X不平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线不重合，因此下面就车削锥面和圆弧面进行讨论：图2 刀尖圆弧半径的影响1、加工圆锥面的误差分析与偏置值计算如图3a所示，假想刀尖P点沿工件轮廓CD移动，如果按照轮廓线CD编程，用圆角车刀进行实际切削，必然产生CDD1C1的残留误差。
因此，实际加工时，圆头车刀的实际切削点要移至轮廓线CD，沿CD移动，如图3b所示，这样才能消除残留高度。
这时假想刀尖的轨迹C2D2与轮廓线CD在X向相差ΔX，Z向相差ΔZ。
设刀具的半径为r，可以求出：图3 圆头车刀加工圆锥面2、加工圆弧面的误差分析与偏置值计算圆头车刀加工圆弧面和加工圆锥面基本相似。
如图4是加工1/4凸凹圆弧，CD为工件轮廓线，O点为圆心，半径为R，刀具与圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为C和D，对应假想刀尖为C1和D1。
对图4a所示凸圆弧加工情况，圆弧C1D1为假想刀尖轨迹，O1点为圆心，半径为（R+r）；对图4b所示凹圆弧加工情况，圆弧C2D2为假想刀尖轨迹，其圆心是O2点，半径为（R-r）。
如果按假想刀尖轨迹编程，则要以图中所示的圆弧C1D1或C2D2（虚线）有关参数进行程序编制。
图4 圆头车刀加工90°凸凹圆弧三、刀尖圆角半径补偿方法现代数控系统一般都有刀具圆角半径补偿器，具有刀尖圆弧半径补偿功能（即G41左补偿和G42右补偿功能），对于这类数控车床，编程员可直接根据零件轮廓形状进行编程，编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输入刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。
刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。
需要注意的是：有些具有G41、G42功能的数控系统，除了输入刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，这是由于内、外圆车刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。
当数控车床的数控系统具有刀具长度补偿器时，直接根据零件轮廓形状进行编程，加工前在机床的刀具长度补偿器输入上述的ΔX和ΔZ的值，在加工时调用相应刀具的补偿号即可。
对于有些不具备补偿功能经济型数控系统的车床可直接按照假想刀尖的轨迹进行编程，即在编程时给出假想刀尖的轨迹，如图3b和图4所示的虚线轨迹进行编程。
如果采用手工编程计算相当复杂，通常可利用计算机绘图软件（如AutoCAD、CAXA电子图版等）先画出工件轮廓，再根据刀尖圆角半径大小绘制相应假想刀尖轨迹，通过软件查出有关点的坐标来进行编程；对于较复杂的工件也可以利用计算机辅助编程（CAM），如用CAXA数控车软件进行编程时，刀尖半径补偿有两种方式：编程时考虑半径补偿和由机床进行半径补偿，对于有些不具备补偿功能数控系统应该采用编程时考虑半径补偿，根据给出的刀尖半径和零件轮廓会自动计算出假想刀尖轨迹，通过软件后置处理生成假想刀尖轨迹的加工程序。
对于这类数控系统当刀具磨损、重磨、或更换新刀具而使刀尖半径变化时，需要重新计算假想刀尖轨迹，并修改加工程序，既复杂烦琐，又不易保证加工精度。
四、结束语以上通过车刀刀尖半径对加工工件的影响的分析可知，要保证零件加工精度，在数控加工尤其精加工一定要进行车刀刀尖半径补偿。
由于目前数控系统的功能参差不齐，针对不同类型数控系统，在实际应用中采取方法也不同，有些在编程时就要考虑半径补偿，有些可在机床中进行半径补偿。