数控车削中的刀尖圆弧半径补偿
刀尖圆弧补偿(详细介绍)
刀尖圆弧补偿数控车削加工是以假想刀尖进行编程，而切削加工时，由于刀尖圆弧半径的存在，实际切削点与假想刀尖不重合，从而产生加工误差。
为满足加工精度要求，又方便编程，需对刀尖圆弧半径进行补偿。
本文对刀尖半径补偿的概念，刀尖方位的确定、补偿方法和参数设置进行了介绍。
同时阐述了刀尖半径补偿的过程并分析了实例，就应用过程中出现的问题加以介绍。
数控机床是按照程序指令来控制刀具运动的。
众所周知，我们在编制数控车床加工程序时，都是把车刀的刀尖当成一个点来考虑，即假想刀尖，如图1所示的A点。
编程时就以该假想刀尖点A来编程，数控系统控制A点的运动轨迹。
但实际车刀尤其是精车刀，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，这一圆角一方面可以提高刀尖的强度，另一方面可以改善加工表面的表面粗糙度。
由于刀尖圆弧的存在，车削时实际起作用的切削刃是圆弧各切点。
而常用的对刀操作是以刀尖圆弧上X、Z方向相应的最突出点为准。
如图1所示，这样在X向、Z向对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。
按假想刀尖编出的程序在车削外圆、内孔等与Z轴平行的表面时，是没有误差的，即刀尖圆弧的大小并不起作用;但当车右端面、锥面及圆弧时，就会造成过切或少切，引起加工表面形状误差，如图2所示为以假想刀尖位置编程时的过切及少切现象。
编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切和少切的现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。
数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。
它允许编程者不必考虑具体刀具的刀尖圆弧半径，而以假想刀尖按工件轮廓编程，在加工时将刀具的半径值R存入相应的存储单元，系统会自动读入，与工件轮廓偏移一个半径值，生成刀具路径，即将原来控制假想刀尖的运动转换成控制刀尖圆弧中心的运动轨迹，则可以加工出相对准确的轮廓。
这种偏移称为刀尖半径补偿。
如图3所示。
一、刀尖半径补偿的方式现代机床基本都具有刀具补偿功能，为编程提供了方便。
刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的假想刀尖号加入或取消的，如表所示。
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
刀尖圆弧半径补偿功能在数控车削中的应用策略与技巧
序段 刀具 中心 轨 迹 的转 接 ， 刀 具 在 工 件 轮 廓 拐 角 处 采 用 使 直线 过 渡 的方 式 ， 程 人 员 可 完 全 按 照 工 件 轮 廓 来 编 程 ， 编 简化程序 ， 克服 尖 角 工 艺 性 差 的 缺 陷 。 现 在 绝 大 多 数 数 控 机 床 都 采 用 ｃ功 能 刀 具 半 径 补偿 。
制 刀 具 轨 迹 进 行 切 削 加 工 ， 除 了 由 刀 尖 圆弧 半 径 引 起 的 消
刀 尖 圆弧 半 径 补 偿 的 偏 置 方 向 由 刀 尖 圆 弧 半 径 补 偿 指 令 Ｇ １ Ｇ ２Ｇ４ ４ 、 ４ 、 Ｏ来 实 现 。
（ ） 程 格 式 ： １Ｇｏ ／ Ｏ Ｕ） （ ） ； 示 刀 尖 １编 Ｇ４ ｏ Ｇ ｌＸ（ Ｚ ｗ Ｆ 表 圆弧 半 径 左侧 补偿 。Ｇ ２ Ｇ ０ Ｇ ｌ Ｘ（ ４ ０ ／ Ｏ Ｕ）Ｚ ｗ ）Ｆ ； 示 （ 表
理 ， 着零件轮廓 复杂 程度 的增加 将会 给计算 带来 困难 ， 随 尤其 在 刀具 磨 损 、 磨 或 更 换 新 刀 具 时 ， 尖 半 径 发 生 变 重 刀
化 ， 具 轨 迹 必 须 重新 计 算 ， 对 程 序 作 相 应 的修 改 ， 繁 刀 并 既
数控车床刀具 补偿功 能包 括刀 具位置 补偿 和刀 尖 圆 弧半 径 补 偿 两 方 面。在 加 工 程 序 中用 Ｔ 功 能 指 令， Ｔ ＸＸ 中前 两 个 Ｘ 为 刀 具 号 ， 两 个 Ｘ 为 刀 具 补 偿 Ｘ Ｘ Ｘ 后 Ｘ 号 ， Ｔ ２２ 如 ０ ｏ 。如 果 刀 具 补 偿 号 为 Ｏ ， 表 示 取 消 刀 补 。 ０则
工 质 量 ， 缓 刀 具 磨 损 ， 长 刀 具 使 用 寿命 ， 常将 车 刀 刀 减 延 通
数控加工中刀尖半径补偿的应用
数控加工中刀尖半径补偿的应用作者：伊洪彬来源：《职业·中旬》2009年第06期编制加工程序时，一般将刀尖看做一个点，然而在实际车削加工中，所使用的车刀无论刀尖如何锐利都不可能是绝对尖的，都存在一定的圆角。
这个圆角一方面可以提高刀尖的强度，另一方面可以改善工件加工的表面粗糙度。
由于刀尖圆角的存在，X向、Z向（图1）对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。
当加工锥面或圆弧面时，实际切削点与理想刀尖点之间在X、Z轴方向都存在位置误差。
理想刀尖点P编程的进给轨迹为实线P1~P9，圆弧刀尖实际切削轨迹为图1中虚线所示，有少切或过切现象，造成加工误差。
在切削圆锥面时，刀尖实际切削点也始终是一个点，但这个切削点和理想刀尖点不是同一个点，因此切削圆锥面时，刀尖圆弧半径会使被加工表面产生等量的误差，影响圆锥面的尺寸精度。
在切削圆弧面时，刀尖实际切削点是一个变化的点，它会使被加工表面的圆弧半径发生变化，并且影响圆弧面的轴向尺寸精度。
因此，必须通过数控车床的刀尖半径补偿功能来补偿刀尖圆角带来的加工误差。
一、刀尖半径补偿指令1.刀尖方位假想车刀刀尖P相对圆弧中心的方位与刀具移动方向有关，它直接影响圆弧车刀补偿计算结果。
图2是圆弧车刀假想刀尖方位及代码。
从图2可以看出，刀尖P的方位有八种，分别用数字代码1～8表示，同时规定，刀尖取圆弧中心位置时，代码为0或9，可以理解为没有圆弧补偿。
2.刀尖半径自动补偿目前，绝大多数数控机床都具有刀具半径自动补偿功能，根据刀具运动方向以及刀具与工件的相对位置，半径补偿指令可分为刀具半径左补偿指令G41和刀具半径右补偿指令G42。
判断方法是沿着刀具前进的方向看，刀具位于工件的左侧，补偿指令为G41，刀具位于工件的右侧，补偿指令为G42，取消刀具半径补偿指令为G40。
二、刀尖半径补偿在加工中的应用在切削外圆及端面时，刀尖圆弧几乎不影响加工尺寸和形状，但在切削锥面和圆弧时，则会导致刀具的行走轨迹与编程轨迹不相吻合。
数控车床刀尖圆弧半径补偿
数控车床刀尖圆弧半径补偿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。
偏置功能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， …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 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 I'-度和刀尖半径的补偿是按一个基准点来测量刀具长度刀尖半径i- i r i 1R ，以及用于假想刀尖半径补偿所需的刀尖形式数 （0-9）。
洋3这些 内容应当事前输入刀具偏置文件。
论这个命令是不是带圆弧插补， “刀尖半径偏置” 应当用 G00或者G01功能来下达命令或取消。
不 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。
刀尖半径补偿编程原则一、 将刀具的刀尖圆角半径值及刀具的指向编码数存入刀具偏置文档的相应偏置序号处，偏置序号必须先于刀尖半径补偿激活。
二、 为了激活刀尖半径补偿，再一个或两个坐标轴都处于非 切削状态的直线运动段中编入 G41或G42至少其中一个坐标轴的移动编程量大于或等于刀尖圆角半径值。
三，进入和退岀工件切削时必须垂直于工件表面。
四，刀尖半径补偿在下列的工作模式中不起作用： G32 G34 G71、G72、G73 G74 G75 G76 G92 五，若在G90 G94固定循环中使用刀尖半径补偿，刀尖半径补偿必须先于在刀具刃国三 尖利时, 切削进程按照程序指定的形状执行假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。
刀尖圆弧半径补偿指令在数控车削中的应用
ｌ ６ ０ ｍｍ Ｘ ３ ５ ｍｍ，等离子切割成 形。 图２ 所示 的
凸轮 ，材 料 为 ４ ５ 钢， ８ ５ ｍｍ ×２ ５ ａ ｍ冷 轧 棒 料 锯 ｒ
割 成 形 ，加 工 数 量 均 为 ３ ０ 件 。其 工 件 的 圆 弧 轮 廓 在 普 通 车 床 上 使 用双 手 控 制 加 工 ，加 工 效 率 低 、 圆 弧 形 状 和 尺 寸 不 易 保证 。使 用样 板 刀 （ 或 称 为 成形 车 刀 ）加 工 ， 刀尖 的 圆弧 半 径 与绳 轮 的 圆弧 半 径一
消耗。
线及 中心线 一龙门镗铣床上用燕尾盘铣 刀加 工尺 寸
。
下 表 面 一 工件 翻 个 ，用 燕 尾 盘 铣 刀加 工尺 寸Ｌ。 及
４ ． 结语
燕尾盘铣刀的应用 ，改进了管磨机滑履支撑平 底板的加工工艺 ，实践检验证 明，有效提高 了加工 精 度，降低了制作成本。此种加工工艺亦可用于其
程。
车 削 时 进 行 刀尖 半 径 补 偿 的注 意 事 项 （ 以
Ｄ ＡＳ Ｅ Ｎ 一 ３ ｉ 系统 为 例 ） ：
（ １ ）在进行 刀尖 圆弧半径 补偿时 ，程序 中有 下 列指令时 ，系统 将报警 ：①Ｇ１ ７ Ｇｌ ９ （ ： ￣ ｂ 偿中的 平面与指定 的平 面不 同时） 。②复合指 令Ｇ ７ ４ Ｇ ７ ５ Ｇ７ ６ 。③刀具半径补偿指令 的建立 与取消 的程序有 Ｇ ０ ２ 、Ｇ ０ ３ 圆弧 插补 指令时 。④在处理干涉单节程 序 中 ，有一 个单节程 序执行 跳步时 ，交 点无法求 出。⑤预读 了有错误的单节程序时 。⑥在无干涉 回 避情况下有干涉产生时 。⑦在没有刀具半径补偿功 能下指定 刀具半径补偿时。 （ ２ ）确定 刀尖进行 圆弧半径 补偿时需要考 虑
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
浅谈刀尖圆弧半径补偿功能
Ｌ 正 转 ，转 速 １ ０ 转／ 轴 ２ ０ 分
Ｎ ００ Ｚ １ ． Ｏ ７ － ５ ； Ｎ００Ｘ０Ｚ４ ． Ｏ ８ ４ ． － ５ ；
Ｎ ０ ０ Ｚ５ ． Ｏ ９ － ９ ；
图 ４ 零 件 图
牟 削 ２ 外 圆 ０ ￣ ｆ 锥 度 ａ， Ｊ
车 削 中４ ＃ 圆 ０ｂ 车 ｆ Ｒ 圆 弧 Ｊ ￣６
４ 使用刀尖半径补偿指令时的注意事项
（ ）尖 半 径 补 偿 只 能 在 Ｇ ０ Ｇ １ 运 动 中 建 立 或 取 １ Ｏ 或 Ｏ的 消 。 ｇＧ １ ４ 和 Ｇ ０ 令 只 能 和 Ｇ ０ Ｏ 指 令 一起 使 用 ， ［ ４ 、Ｇ ２ ４ 指 Ｊ Ｏ 或Ｇ １ 且 当轮 廓 切 削 完 成 后 要 用 指 令 Ｇ ０ 消 补 偿 。 另 外 ， 刀 具 建 ４取
的区别。
７
．
７
、 Ｚ
１
５ 尖 半 径 补 偿 的应 用举 例
考 虑刀尖 圆弧半径补偿 ，编制 图４ 所示零件的精加工程
序 。己知用
０． ｍ。 ８ｍ
・ ９ 。 右 偏 刀 ，安 装 在 １位 ， 刀 尖 圆 弧 半 径 把 ０ ＃
２
Ｘ
６
Ｉ
图３ 车 刀刀尖方位示 意图（前 置刀架）
３ ８ ４
堕旦
令 ，？ Ｇ １ Ｕ Ｏ ５ 、Ｇ ６ ９ 、Ｇ １ 。 （ ）在 加 工 ￣ Ｏ Ｏ Ｗ 、Ｇ ０ ９ 、６ ７ ２ 等 Ｉ Ｊ ５
小 于 刀 失 半 径 的 凹 圆 弧 时 ， 机 床 可 能 产 生 报 警 。 （ ）在 选 ６ 择 刀 尖 圆 弧 半 径 补 偿 时 ， 要 特 别 注 意 前 置 刀 架 和 后 置 刀 架
刀尖圆弧半径补偿指令在数控车削加工中的应用
１ 不使用刀尖圆弧半径补偿时的加工误差分析 ．
用圆弧刀尖的外圆车刀切削加工时，圆弧刃车刀的 对刀点分别为 点和 Ｃ （ 点 见图 １） 所形成的假想刀 ｂ，
位点为 ，点 。但 实际加 工过程 中 ，刀具 切 削点 刀尖 ４
圆弧上变动 ，从而在加工过程中可能产生过切 或少 Ｅ现 Ｕ
时不需要计算 刀具Ｉ心的运动轨迹，只按零件轮廓编 ｆ ］
制的程序来进行加工，势必会产生加工误差。
⑩
ｆ） ａ （ ｂ）
际—廓 轮—阿 廓 【 暂轮 Ｌ｜
…
ｆ ）、 ｄ
图２ 未使用刀尖圆弧补偿功能时的误差分析
图 ｌ 假想刀尖示意图
２ 具备刀尖圆弧半径补偿功能时的刀具半径补偿 ．
现代数控系统一般都有刀具半径补偿功能，为编制
程 序提供方便 。有 具半径补偿功能 的数控 系统 ，编程
状影 响不大 ，但在端面 的中心位置和 台阶的清角位置会 产生残 留误差 ，如图 ２ 所示。 ａ （）加工 圆锥 面时 ，对圆锥 的锥 度不 会产 生影 响 ， ２
（）假定刀尖位置方向 具备刀具半径补偿功能的 １
数 摔系统 ，除利用 刀具半径补偿指 令外 ，还应根据 刀具
的刀尖形状和切削时所处 的位置。选择假想刀尖的方
维普资讯
ｅｈ ｔ ｎｃ ￣ａｒ ｉ ｏ ｓ
刀尖 圆弧 半径 补偿 指 令 在 数 控 车 削 加 工 中 的应 用
陕西省机 电工程学校 （ 阳 ７２２ ） 王禾玲 咸 １０５
（）加工 圆弧时 ，会对圆弧 的圆度 和圆弧半径 产生 ３
编制数控车床加工程序时，理论上是将车月刀尖看 成一个点，如图 ｌ所示的 Ａ点就是理论 （ ａ 假想）刀尖 点。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。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他 要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧，如 图 ｌ 图 １ 是图 ｌ 的放大图）中的 Ｂ ｂ（ ｂ ａ Ｃ圆弧。实际加 工中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想 刀尖在实际加工中是不存在的， 所以如果在数控加工或 数控编程时不对刀尖圆弧半径 （ 车刀刀尖圆弧所构成的
数控车床刀尖圆弧半径补偿方向的判断
于 淼
新 乡 河南 ４ ５ ３ ０ ０ ０ ） （ 河 南经济 贸易高级技 工学校
摘 要： 数控编程 是按 照车刀 的刀位点编制 的， 数控 系统控 制进给伺服 系统进给也是依据 刀位 点，通常刀位 点就是车刀刀尖 。 但 是 实际加工 中车刀刀尖并非是一个 “ 点” ， 而是一段 小圆弧 ， 一般 用刀尖半径来衡 量． 刀尖半径补偿是擞 啦 车削 加 工中的一个重要 问 题， 不同的数控车床有 不同的刀 架，刀尖半径 补偿 判断方法就不同， 判 断补偿 的方向成为一个关键技 术 问题 。本文结合 实际加 工经验和教 学经验就车刀 刀尖半径补偿方向 的判 断这个关键技术 问题进行分析并 总结 出判 断的方法 。 关键词 ：刀尖 圆弧半径补偿 判断 方向
不能是 Ｇ ０ ２或 Ｇ ０ ３ 。
Ｎ１ Ｔ ０ １ ０ １ ； 换 刀号，确 定坐标系 Ｎ２ Ｍ０ ３￥ １ ２ ０ ０ ； 主轴 以 １ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ正 转 Ｎ３ Ｃ Ｏ Ｏ Ｘ４ ０ Ｚ ２ ； 到程序 的起 点位 置 Ｎ４ Ｇ ０ ０ ＸＯ ； 刀具移 到工件中心 Ｎ５ Ｇ ０ １ Ｇ ＿ ４ ２ Ｚ ０ Ｆ ６ ０ ； 加入刀尖圆弧半径补偿 ，工进 Ｎ６Ｇ Ｏ ３ Ｕ２ ４ Ｗ－ ２ ４Ｒ １ ５ ； 加工 Ｒ１ ５圆弧段 Ｎ７（ ２ Ｘ２ ６ Ｚ ． ３ １ Ｒ ５ ： 加工 Ｒ ５的圆 弧 段 Ｎ８ Ｇ Ｏ １ Ｚ ． ４ ０ ； 加 工 ２ ６外 圆 Ｎ９ Ｇ ０ ０Ｘ３ ０ ； 退 出已加工表面 Ｎ１ ０ Ｇ ４ ０ Ｘ４ ０ Ｚ ５ ； 取消半径补偿 ，返 回程序起 点 Ｎ１ １ Ｍ３ ０ ； 主轴停 ，主程序结束并复位 ５ ． 结束语 当进行刀尖 圆弧半径补偿 时判 断方 向性 的步骤 ： ｆ １ ） 确定坐标系即判定是前置刀架还是后置刀架 。 （ ２ ） 确定走刀即判定刀具进给方 向。 （ ３ ） 确定刀尖 圆弧半径补偿 方 向即依据 右手定 则判 定刀具 刀 尖 圆弧 半径补偿 的方 向，左补偿还 是右补偿 。 （ ４ ） 确定 （ ３ ４ １ 还是 （ ３ ４ ２ ，即依据数控 编程 规则确定指令 。 按 照这样 的判 断步骤进行 ， 就不难判 断出加工 时是左 刀尖圆 弧半径 补偿 还是右刀尖圆弧半径补 偿，进而 确定采用 Ｇ ４ １还是 Ｇ４ ２进行补偿 ，这样在编程和加工过程 中也就不会产生错误 ，提 高 了编程的效率和工件的成品率。在教学中合理使用刀具补偿 ， 使学生很快的解决了对刀补的迷茫 ， 在对刀补 的判 断上，也会做 到快而准确 ，提高 了实习教学质量 参考文献 ：
刀尖圆弧半径补偿
刀具补偿编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。
大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。
数控车床刀尖圆弧半径补偿时间:2007-7-7 9:23:00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。
刀尖半径补偿编程原则一, 将刀具的刀尖圆角半径值及刀具的指向编码数存入刀具偏置文档的相应偏置序号处,偏置序号必须先于刀尖半径补偿激活.二, 为了激活刀尖半径补偿,再一个或两个坐标轴都处于非切削状态的直线运动段中编入G41或G42,至少其中一个坐标轴的移动编程量大于或等于刀尖圆角半径值.三, 进入和退出工件切削时必须垂直于工件表面.四, 刀尖半径补偿在下列的工作模式中不起作用:G32,G34,G71,G72,G73,G74,G75,G76, G92.五, 若在G90,G94固定循环中使用刀尖半径补偿,刀尖半径补偿必须先于G90,G94指令激活.六, 若在G70精加工循环中使用刀尖半径补偿,刀尖半径补偿必须先于G70指令的执行,再定位到起始点处先激活七, 在刀具坐标轴运动离开工件时,刀尖参考点离开工件至少三倍于刀尖圆角直径值.在模具制造领域的25个常见问题解答1) 选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素？成形方法－可从两种基本材料类型中选择。
A) 热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。
B) 冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。
基于数控车削加工的刀尖圆弧半径补偿误差研究
尖代码是 ３ ，圆弧 Ｂ Ｃ段 ，假想刀尖代码 同样是 ３ ，由 于假 想刀尖方位代码不变 ，通过刀尖圆弧半径补偿功 能都能够补偿其误差 。
示 ，其 圆 心 为 点 ０ ，
半径 为 （ Ｒ＋ｒ 。图中 ） 剖面 线 部 分 就 是 实 际 加工轨迹 Ｂ Ｃ与理论 轮 廓 轨 迹 Ａ 之 间 的 误 Ｄ
半 径 为 （ —ｒ 。 图 中 ）
尖方位代码 始 终不 变 ，若 采用 刀 尖 圆弧半 径 补偿 功 能 ，其误差 通过补偿都可解决 ，能满足其形状精度 的 要 求 ；若 车削零件形状不是上述 的单一象 限圆弧 ，而 是 由一些单一象限 圆弧组合而成 的复杂 圆弧 面，就会
出现一些新 的情况 。
基 金 项 目 ：张 家 界 航 院 自然 科 学基 金 资 助项 目 （ Ｈ Ｔ ０ １— ２ ） Ｚ Ｋ ２ １ ０ ８ 作 者 简 介 ：夏 罗 生 （９ ０ ） １７ 一 ，男 ，硕 士 ，副 教 授 ，研 究 领 域 为 数 控 技 术 及 应 用 研 究 。 Ｅ—ｍａ ：ｈｘａ ｏｈ ｎ＠ ｓ ａ ｅｍ。 ｉ ｙｉｌ ｓｅｇ ｉ ．ｏ ｌ ｕ ｎ
假想 刀尖的方位代码为 ４ 。加 工时若 不采用 刀尖 圆弧
半 径 补偿 ，其 实 际 加 工 轨 迹 如 圆 弧 Ｂ Ｃ所 示 ，其 圆 心
一
图 ６中圆弧 Ｃ Ｅ为第二象限逆时针 圆弧 Ｃ Ｄ Ｄ与第 象限时针顺 圆弧 Ｄ 的组 合 ，即图 ３和 ５的组合 。 Ｅ
圆弧 Ｃ Ｅ为工件 理论 轮廓 轨迹 ，若 不 采用 刀尖 圆弧 Ｄ
基 于 数 控 车 削加 工 的 刀尖 圆 弧 半径 补偿 误 差 研 究
夏 罗生 ， 朱树 红
（ 家界航 空 工业职 业技 术 学 院，湖 南张 家界 ４ ７ ０ ） 张 ２ ０ ０
浅谈数控车床刀尖圆弧半径补偿应用
Ｃａｗ ｃｌｅｎｒｃ■囵团图蓬豳 ｈ ｈ ｓｄｏｔ 嵋 Ｕ—‘啦 ｉ ｅｅ ｏｉ ｄｓ — 篮晒■ ｎ ＴｎｇａＰ Ｎ ｏ ｕ
』 Ｌ
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
浅谈在数控车床加工中刀尖圆弧半径补偿的应用
车床 ，编程 员可直接根据 零件轮廓形状进 行
五 、刀 尖 圆 弧 半 径 补偿 的意 义
控 系统控制该点 的运动轨迹 。然 而实际 编程 ，编程 时可假设 刀具 圆角半径 为零 ，在 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 。
二、假想刀尖的轨迹分 析 １ 、加工 圆锥面 的误差分析
车 削外 圆锥 面 时 ，实 际切 削 点 与 理想 圆角半径外 ，还 应输入假想刀 尖相对于 圆头 刀 具补偿 ，减少 了人力 物力 ，给车 间管理也
刀 尖在 ｘ、ｚ轴方 向上 都存 在位置 偏差 （ 如 刀中心的位置 ，这是 由于内 、外 圆车刀或左 、 带来 了很大 的益处 。简化的程序 帮助 刀具在
现 代数控系统一般都 有刀具 圆角半径 补 时 ，刀具 自动偏 离零件轮廓 的方 向也就不同 。
称 为假想 刀尖 ，该点是编 程时确定加 工轨迹 偿器 ，具有刀尖 圆弧半径 补偿功 能 （ 即Ｇ ４ １ 因此也要把代 表车刀形状和位 置的参数输 入 图１ 带圆弧刀尖 图 ２刀尖切削 左补偿 和 Ｇ ４ ２右补偿功能 ），对 于这类数 控 到存储 器中。
很 显然 假想 刀尖点 Ｐ与实 际切 削点 Ａ、Ｂ是 尖 圆弧 半径 Ｒ和刀尖方位 Ｔ 。加工过程 中 ，
不 同点 ，所 以如果在数控加 工或数控编 程时 数控系统根 据加工程序 和刀具圆弧半径 自动 刀 具 位 置 补 偿 的生 产 企 业 能 够 节 省 更 多 的 时 不对 刀尖 圆角半径进行补偿 ，仅按照工 件轮 计算假想刀尖轨迹 ，进行 刀具 圆角半径补偿 ， 间 ，对于加强企业 的竞 争 了来说是 尤为重要 廓进 行编制 的程序来加工 ，势必会产生加 工 完成零件 的加工 。刀具半 径变化时 ，不需修 的。株 洲硬质合金集 团作为我 国刀具 企业 的
数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿应用技巧
数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿应用技巧作者：蔡苏明来源：《中国新技术新产品》2011年第24期摘要：刀尖圆弧半径补偿是数控车床系统的一个重要功能，但如何正确有效的使用此功能需要一定的技巧，此功能对于保证所加工零件的轮廓精度十分有效，还可以简化刀尖圆心运动轨迹的计算。
本文针对FANUC-0i系统的数控车床，提出一整套此问题的实现方案和使用技巧，并举实例详述数控加工程序编写方法。
关键词：刀尖圆弧；半径补偿；左补偿；右补偿；刀尖位置中图分类号：TG51 文献标识码：A一、数控车削中刀尖圆弧半径补偿的作用在数控车削加工中，为了提高刀具的强度、耐用度及工件的表面加工质量，一般使用机夹可转位车刀，而机夹可转位车刀的刀尖都有一个精度较高的刀尖圆弧，如图1所示，刀尖圆弧一般为R0.2~R0.8。
图1刀尖圆弧当有刀尖圆弧后，由于数控加工程序的编制是按假想刀尖点进行的，切削端面和圆柱面时不存在误差，如图2所示；而在切削锥面和圆弧时，就会出现过切或欠切现象，如图3所示。
这样当工件轮廓精度要求高时，就达不到精度要求。
如果单从编程的角度解决，需要根据所加工的零件轮廓计算刀尖圆弧中心的运动轨迹进行编程，这样会增加计算的工作量，而且也容易出现错误。
为解决这一难题，我们引入刀尖圆弧半径补偿这一概念。
由于数控系统拥有刀尖圆弧半径自动补偿功能，因此，加工程序的编制仍然按图纸所标注的尺寸编写，这样由刀尖圆弧半径而产生的过切或欠切问题可以通过刀具半径补偿功能，使刀具自动地沿加工轮廓方向偏置一个刀尖圆弧半径值，如图4所示。
二、刀尖圆弧半径补偿指令及使用技巧1．刀尖半径补偿指令G41——左补偿，沿刀具加工方向看，刀具位于工件左侧时即为左补偿。
G42——右补偿，沿刀具加工方向看，刀具位于工件右侧时即为右补偿。
G40——刀具补偿取消。
2．G41、G42的判别技巧机床前置刀架与后置刀架方式下刀补的方向有一定的区别，如图5和图6所示，可得出一个结论就是：无论后置还是前置刀架使用右偏刀加工外圆时刀具半径补偿方向是G42，内孔是G41。
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。
数控车削中的刀尖圆弧半径补偿
数控车削中刀尖圆弧半径对加工的影响唐思远（湖南郴州技术学院423000）【摘要】系统分析了数控车削加工中刀尖圆弧半径对工件尺寸、形状的影响，并通过举例加以说明，提出相应的解决措施。
关键词：数控；刀尖圆弧半径补偿；刀尖方位；存储器一问题的提出数控加工中刀具功能又称为T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能指令。
数控车床的刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿两个方面。
对于刀具位置补偿，一般地，操作者都比较重视，在加工前通过建立刀具偏置值来实现。
但对于刀尖圆弧半径补偿则比较容易忽视；而在数控仿真操作或实际加工过程中，往往因为这一点造成工件尺寸超差、形状异样，工件报废。
二刀尖圆弧半径补偿的概念（Tool Nose Radius Compensation）编制数控车床加工程序时，总是将刀尖看作一个点，如图（一）所示。
但是在实际加工中，这种理想的刀具状态是不存在的，因为无论用哪种材料做刀具，主、副切削刃的交点不可能是一个理想的点，而是存在一个圆弧过渡；另一方面，为了提高刀具刚度、延长使用寿命和降低加工表面粗糙度，通常也要将车刀刀尖刃磨成半径不大的圆弧，一般圆弧半径R在0.4~1.6mm之间(一般可通过对刀仪测量出来)。
如图（二）所示，编制加工程序时总是以理论刀尖P点来编程，数控系统通过准备功能指令来控制P点的运动轨迹；而实际切削时，真正起作用的切削刃是圆弧的各切点，这势必造成切削加工不足（不到位）或切削过量（过切）的现象，从而导致工件表面的形状误差和尺寸误差。
刀尖圆弧半径补偿功能就是用来补偿由于刀尖圆弧半径引起的工件误差的。
指令；刀具处于工件的右侧，即为刀尖右补偿，用G42指令；取消刀尖半径的左补偿或右补偿，用G40指令，此时车刀轨迹按理论刀尖轨迹运动。
四实现刀尖半径补偿功能的参数设置在加工工件之前，必须将刀尖半径补偿的有关参数输入到数控机床的相应存储器中，以便使数控系统对刀尖的圆弧半径所引起的误差进行自动补偿。
浅谈在数控车床加工中刀尖圆弧半径补偿的应用
浅谈在数控车床加工中刀尖圆弧半径补偿的应用作者：郭鹏飞来源：《信息教研周刊》2013年第03期在数控车削加工中，无论是加工外圆、端面，或是加工内孔，假想刀尖轨迹与工件外形一致（尖角除外）。
所以可按工件尺寸编程。
不会产生误差。
但是在切削圆弧或切削圆锥面时，因为车刀刀尖或多或少都具有一定的半径值，如果不进行刀尖半径补偿就会产生欠切现象，影响零件的加工精度。
所以，为了实现精密切削和简化程序，在数控车削加工中同样要运用刀具半径补偿功能，所以刀具半径补偿非常重要。
本文将会对车削加工中对过切现象进行分析，对刀尖圆弧半径补偿运用方法进行阐述。
一、引言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1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0.2—1.6之间），如图2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，数图1带圆弧刀尖图2刀尖切削位置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。
二、假想刀尖的轨迹分析1、加工圆锥面的误差分析车削外圆锥面时，实际切削点与理想刀尖在X、Z轴方向上都存在位置偏差（如图3所示），以P点编程的轨迹为图中实线，刀尖圆弧实际切削轨迹为图中虚线，实线与虚线之间区域为欠切现象。
由图可知刀尖圆弧半径越大，加工误差也就越大。
图3车圆锥产生偏差2、加工圆弧面的误差分析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）。
数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿分析与应用
图 ２ 加 工 台 阶面 或 端 面 误 差 分 析
图 ３ Ｎ ＇圆锥 面 误 差 分 析 ｒ
２３ 加 工 圆弧误差 分析 ．
图 １ 假 想 刀 尖示 意 图
个刀尖圆弧半径 即可。但有些车床数控系统却没 圆弧半径补偿功能 的情况下 ，加工工件会出现 以下 有刀尖 圆弧补偿功能。 对于这些机床 ， 如要加工精度 几种误 差 情况 。
一
较 高 的 圆弧 或 圆锥 表 面时 ，则 要 通过 计算 来 确定 刀 尖 圆心 运 动轨迹 ， 再进 行 编程 。
影 响。加工外凸圆弧时 ，会使加工后 的圆弧半径变 Ｇ １ ０ 功能在一起才有效 。 小， 其值 ＝理论轮廓半径 尺 一 刀尖 圆弧半径 ｒ如 图 ， 刀具补偿过 程通过 Ｎ ０ 序段建 立 。当执行 ５程 ４ 所示。加工 内凹圆弧时 ， 会使加工后的圆弧半径变 Ｎ ０程序段 后 ， ５ 车刀 圆弧刃 的 圆心坐 标位 置 由 以下方 大， 其值 ＝ 理论轮廓半径 尺＋ 刀尖圆弧半径 ｒ如图 ５ 法确定 ：将包含 Ｇ ２ ， ４ 语句 的下边两个程 序段 （ ６ 、 Ｎ ０
个 实例 对 刀 尖半 径 补偿 方 法进 行 详 细介 绍 。
关键词 ： 控加 工： 数 刀尖半径补偿： 差分析 误
中图分类号 ：Ｓ ２ Ｔ ５７
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — ２ １ ０ １ ７ — ４ Ｘ（０ ２）３ ０ ３ — ２
在 实 际 加工 过 程 中 ，由于 刀具 产 生磨 损 及精 加
加工 圆弧时 ，会 对 圆弧 的圆度 和 圆 弧半 径 产 生
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数控车削中刀尖圆弧半径对加工的影响
唐思远（湖南郴州技术学院423000）
【摘要】系统分析了数控车削加工中刀尖圆弧半径对工件尺寸、形状的影响，并通过举例加以说明，提出相应的解决措施。
关键词：数控；刀尖圆弧半径补偿；刀尖方位；存储器
一问题的提出
数控加工中刀具功能又称为T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能指令。
数控车床的刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿两个方面。
对于刀具位置补偿，一般地，操作者都比较重视，在加工前通过建立刀具偏置值来实现。
但对于刀尖圆弧半径补偿则比较容易忽视；而在数控仿真操作或实际加工过程中，往往因为这一点造成工件尺寸超差、形状异样，工件报废。
二刀尖圆弧半径补偿的概念（Tool Nose Radius Compensation）
编制数控车床加工程序时，总是将刀尖看作一个点，如图（一）所示。
但是在实际加工中，这种理想的刀具状态是不存在的，因为无论用哪种材料做刀具，主、副切削刃的交点不可能是一个理想的点，而是存在一个圆弧过渡；另一方面，为了提高刀具刚度、延长使用寿命和降低加工表面粗糙度，通常也要将车刀刀尖刃磨成半径不大的圆弧，一般圆弧半径R在0.4~1.6mm之间(一般可通过对刀仪测量出来)。
如图（二）所示，编制加工程序时总是以理论刀尖P点来编程，数控系统通过准备功能指令来控制P点的运动轨迹；而实际切削时，真正起作用的切削刃是圆弧的各切点，这势必造成切削加工不足（不到位）或切削过量（过切）的现象，从而导致工件表面的形状误差和尺寸误差。
刀尖圆弧半径补偿功能就是用来补偿由于刀尖圆弧半径引起的工件误差的。
指令；刀具处于工件的右侧，即为刀尖右补偿，用G42指令；取消刀尖半径的左补偿或右补偿，用G40指令，此时车刀轨迹按理论刀尖轨迹运动。
四实现刀尖半径补偿功能的参数设置
在加工工件之前，必须将刀尖半径补偿的有关参数输入到数控机床的相应存储器中，以便使数控系统对刀尖的圆弧半径所引起的误差进行自动补偿。
现代CNC系统的补偿功能不仅可以自动完成刀具中心轨迹的偏置，而且还能自动完成直线间转接、圆弧间转接和直线与圆弧转接等尖角过渡。
其计算方法视系统不同而有所区别，且与数控编程关系不大，基于篇幅所限，在此不赘述。
参数的输入进入刀具参数偏置界面，通过移动光标选择刀号，将刀具位置补偿值（X、Z向）、刀尖圆弧半径R以及刀尖方位T输入到刀具偏置寄存器中，如图（五）所示。
若某程序段中编入了补偿指令“N200 G42 G01 X36 Z2 T0101”，则在自动加工过程中，数控系统根据01号刀具补偿栏内的X、Z、R、T的数值，自动修正该号刀具的位置误差和进行刀尖圆弧半径补偿。
值得说明的是，采用刀尖半径补偿时，刀具运动轨迹指的不是理论刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧的中心位置，这一点在建立工件坐标系时就需要特别注意。
五编程举例
工件毛坯锻件Φ80×110mm。
在切除余量时的粗车循环使用G71功能，刀具：外圆左偏刀T01，刀尖方位3，刀尖圆弧半径R1.2；精车循环使用G70功能，刀具外圆左偏刀T02，刀尖方位3，刀尖圆弧半径R0.6。
编程零点选择在工件
号刀，01号刀补）
（建立左径补）
（车右端面）
（取消径补）
N80 G71 P90 Q180 U0.5 W0.2 F0.2 N90 G42 G00 X46 Z2（建立右径补）N100 Z0
2×45°）N120 Z－40
N130 X64 Z－56
N140 Z－70
N150 X70
N160 G03 X76 Z－73 R3
N170 G01 Z－90
N180 G40 G01 X80 W10（取消径补）N190 G00 X120 Z150 N200 T0202（换02号刀，02号刀补）N210 G70 P90 Q180 S460 F0.1
N220 G00 X120 Z150
N230 M05
N240 M02
六结束语
用带刀尖圆弧半径的车刀加工工件时，若数控机床不具备刀尖半径补偿功能，也可采用刀尖圆弧中心轨迹编程方法。
此法在实施过程中有两大缺点，一是大大增加了编程人员对坐标参数的计算量，二是一旦车刀刀头磨损或重磨后，必须重新计算编程的地址坐标值。
现代CNC系统大都具备半径补偿功能。
总之，数控车床编程时必须考虑刀尖圆弧半径带来的加工误差，并根据机床的功能特点采取相应的措施。