刀尖圆弧半径补偿编程
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。
刀尖半径补偿编程及加工
刀具几何补偿和磨损补偿的原理
当需要用多把刀加工工件时，编程过程中以其中一把刀为基准刀，事先测出 这把刀的刀尖位臵和要使用的各刀具的刀尖位臵差，并把已测定的这些值设定在 CNC刀具偏臵表中。这样在更换刀具时，采用刀具偏臵补偿功能后，不变更程序也 可以加工不同零件。
刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现，T代码后的4位数码中，前2位为 刀具号，后2位为刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该 寄存器中放有刀具的几何偏臵量和磨损偏臵量（X轴偏臵和Z轴偏臵），如图11-2 所示。
零件图工艺分析
数值计算 工件参考程序与加工操作过程
安全操作和注意事项
零件图工艺分析
（1）技术要求分析。如图11-11所示，零件包括圆柱面、圆锥面、凹凸圆弧、螺纹、沟槽、倒 角 等加工。零件材料为45#钢或铝。 （2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定 位。工件零点设在工件右端面，加工起点和换刀点可以设为同一点，在工件的右前方距工件右 端面100mm，X向距轴心线50mm的位置。 （3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。加工刀具的确定如表11-1所示，加工方案的制 定如表11-2所示。
图11-3 刀尖图
图11-4 车削圆锥产生的误差
图11-5 车削圆弧面产生的误差
图11-6 半径补偿后的刀具轨迹
刀尖圆弧半径补偿指令
一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。有刀具半径补偿功能的数 控系统编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只按零件轮廓编程。使用刀具 半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀尖圆弧半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心 轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径 值，从而加工出所要求的工件轮廓。 当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，这时只需手工输入改变后的刀具半径，而不需 要修改已编好的程序或纸带。 刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号，加入或取 消半径补偿。 G41：刀具半径左补偿，即站在第三轴指向上，沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧时 的刀具半径补偿。如图11-7所示。 G42：刀具半径右补偿，即站在第三轴指向上，沿刀具运动方向看，刀具位于工件右侧时 的刀具半径补偿。如图11-7 所示。 G40：刀具半径补偿取消，即使用该指令后，使G41、G42指令无效。
G40 G41(数控指令)
1．刀具半径补偿参数及设置(1)刀尖半径使用刀具半径补偿之前首先应将刀尖圆弧半径尺寸输入到系统的存储器中。
一般粗车刀取0．8mm，精车刀取0．2mm。
(2)车刀形状和方位车刀形状不同，安装的位置不同，决定刀尖圆弧所处的位置和方向不同，执行刀具补偿时，刀具路径偏离零件轮廓的方向也不相同，因此也要将代表车刀形状和位置的刀尖方位，输入到存储器中。
数控车床中刀尖方位共有10种，分别用参数0～9表示，如下图2-3-8所示。
例如，外圆右偏刀T=3，左偏刀T=42．刀具半径补偿指令G40、G41和G42有刀具半径补偿功能的数控系统编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只按零件轮廓编程。
在程序中通过刀尖半径补偿指令G40、G41和G42，以及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来取消或调用刀尖半径补偿功能。
G41：刀具半径左补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿，如下图所示。
格式：G41 G00／G01 x z ；G41 G42G42~刀具半径右补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿，如上图格式：G42 G00／G01 x z ：G40~刀具半径补偿取消。
格式：G40 G00／G01 x z ：3．刀具半径补偿的编程实现(1)刀具半径补偿的引入：刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。
(2)刀具半径补偿的进行：刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。
(3)刀具半径补偿的取消：刀具中心从与编程轨迹偏离过渡到与编程轨迹重合的过程，如图2-3—11所示。
刀尖圆弧半径补偿的建立与取消说明：a．建立和取消刀具半径补偿必须是在不切削的空行程上，在G00或G01程序段中实施；b·调用新刀具前或更改刀具补偿方向中间必须取消刀具补偿，以避免产生加工误差：c·G41、G42不带参数，其补偿数由T指令指定并与刀具偏置补偿号对应。
刀具补偿指令及其编程方法
G94是什么指令？—————— 5.对于FUNNC系统，（ D ）指令不能取消长度补 偿。 A.G49 B G44 H00 C G43 H00 D G41
端面切削循环
• 6..刀具长度补偿值的地址是（ B ） • A D×× B H×× C R×× D J××
• 7..执行G90 G01 G44 H02 Z-50 F100(H02为2mm）程序后，刀具的实际 移动距离为（48mm ）
N170 N180 N190 N200 N210 N220 N230 N240 N290 N300 N310 N320 N330
G01 X15 Z0 F40 ; X30 Z-20 ; Z-35 ; 精车A—B—C—D—E 的外轮廓 X50 ; Z-59 ; G0 X50 Z50 ; 返回起刀点(即安全位置方便换刀) T0303 ; 换2号切断刀 G0 X52 Z-58 ; 快速定位 G01 X-0.1 F40 ; 切断 G0 X50 ; Z50 ; T0100 M05 ; M30 ; 返回起刀点(即安全位置方便换刀 换回基准刀,主轴停止 程序结束
N-- G0 X60 Z2； 快速定位
D C H）
N-- G94 X60 Z-10 R-1 F60； 走刀路线：（A
N-N-N--
R-4； 走刀路线：（A
R-7； 走刀路线：（A
E
F B
C
C
H）
H） C H）
R-10； 走刀路线：（A
A、B 点Z方向加刀宽 （分析图） O0001 ； N T0303 S02 M03 ； N G0 X52 Z-30 ； N G94 X20.3 Z-30 F50 ;
61刀具半径补偿?无论车削还是铣削在对轮廓加工时用刀具补偿功能编程当刀具尺寸车刀的圆弧半径铣刀的直径因更换磨损等原因发生变化时不需要重新编程只要修改刀具半径值即可从而简化了编程
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；
数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿应用技巧
中图 分类 号 ：Ｇ １ Ｔ ５ 文献 标识 码 ： Ａ
Байду номын сангаас
数 控车 削 中刀 尖 圆弧半 径 补偿 的作 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 在数 控 车 削加 工 中 ，为 了提 高 刀具 的强 程 序 的 编制 仍 然 按 图 纸所 标 注 的 尺 寸编 写 ， 度 、 用度 及 工件 的 表面 加 工质 量 ， 耐 一般 使用 这 样 由刀尖 圆弧半 径 而产 生 的过切 或欠 切 问 机夹 可转 位 车刀 ，而 机 夹可 转位 车 刀 的刀尖 题 可 以通 过 刀具半 径 补偿 功 能 ，使 刀 具 自动 都有一个精度较高的刀尖圆弧 ， 如图 １ 所示 ， 地 沿 加 工 轮 廓 方 向偏 置 一个 刀 尖 圆 弧 半 径 刀尖 圆弧 一般 为 Ｒ ．～ ０ 。 ０ Ｒ ． ２ ８ 值 ， 图 ４ 示。 如 所 二 、 尖圆 弧半径 补偿 指令 及使 用 技巧 刀 １ ． 刀尖半 径补 偿 指令 Ｇ １ —左 补偿 ，沿刀 具加 工 方 向看 ， ４— 刀 具 位于 工件 左侧 时 即为左 补偿 。 Ｇ２ ４ —— 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 。 ０ 一 刀具 补偿 取 消。 ２ ４ 、４ ． １Ｇ ２的判别 技巧 Ｇ 机床 前 置刀 架 与后 置刀 架方 式 下刀 补 的 图 １刀 尖 圆 弧 如 所 可得 当有 刀尖 圆弧 后 ，由于数 控加 工 程序 的 方 向有 一定 的区别 ， 图 ５和 图 ６ 示 ， 出一 个结 论 就是 ：无 论后 置 还是 前 置刀 架使 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 ， 图 ２ 如 所示 ； 而在 切削 锥 用 右 偏 刀 加 工 外 圆 时刀 具 半 径 补 偿 方 向是
刀尖圆弧半径补偿的应用
刀具半径补偿在FUNAC 系统车床中的应用李季节在数控切削加工中,为了提高刀尖的强度,降低加工表面粗糙度,刀尖处成圆弧过渡刃.在车削内孔、外圆或端面时, 刀尖圆弧不影响其尺寸、形状；在切削锥面或圆弧时,就会造成过切或少切现象.如图1所示：图1在实际加工中，一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。
有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程。
使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。
即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。
G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；G42 为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿；G40 为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42 指令无效。
G40 必须和G41或G42 成对使用。
，如图2所示前置刀架方向选择后置刀架方向选择图2编程时应注意：G41、G42不能重复使用，即在程序中前面有了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。
若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G41或G42，否则补偿就不正常了。
“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。
刀尖方位的确定具备刀具半径补偿功能的数控系统，除利用刀具半径补偿指令外，还应根据刀具在切削时所摆的位置，选择假想刀尖的方位。
按假想刀尖的方位，确定补偿量。
假想刀尖的方位有8种位置可以选择（见图3）。
箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用0 或9。
后置刀架刀尖方位前置刀架刀尖方位图3刀尖圆弧半径的选择：选择刀尖圆弧半径的大小,选择刀尖圆弧半径的大小时，注意有以下几点：（1）刀尖圆弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；该半径又不宜选择太小，否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易损坏。
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
刀尖圆弧补偿指令及使用方法
刀尖圆弧补偿指令及使用方法刀尖圆弧补偿指令是一种在机器人控制中常用的指令,用于平滑机器人刀具的圆弧路径。
其指令通常以C语言编写,包括以下几个步骤:1. 编写程序代码:在程序中编写刀尖圆弧补偿指令,通常使用循环语句来实现。
例如,以下代码可以实现对刀具路径的连续圆弧补偿:```while (true)// 计算刀尖圆弧的端点C = 刀尖半径 + 刀尖圆弧长度 * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径);// 计算刀具路径的端点X = 刀尖中心 + (刀具半径 - C) * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径) / 2;Y = 刀尖中心 - (刀具半径 - C) * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径) / 2;// 将刀具路径的端点作为控制信号输出SetPathControl(X, Y);// 循环执行Sleep(0.1);```2. 调用程序指令:将以上代码复制到PLC程序中,并根据实际需求进行编译和连接。
例如,如果使用Siemens TIA Portal 2软件进行编程,可以在“Model”菜单中的“Line”中添加PLC程序。
3. 设置刀尖半径和圆弧长度:在程序中设置刀具半径和圆弧长度,这些参数可以根据实际需求进行调整。
例如,如果想计算刀具路径的端点,可以使用C语言中的公式:C = 刀尖半径 + 刀尖圆弧长度* (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径)。
4. 测试程序指令:在程序运行之前,可以在PLC中测试刀尖圆弧补偿指令,以确保其正常运行。
例如,可以在程序中设置起始点和终止点,并模拟刀具路径的变化。
需要注意的是,刀尖圆弧补偿指令的具体使用和设置方法可能因机器人控制系统的不同而异,需要根据具体情况进行调整。
刀尖圆弧半径补偿编程
1） 加工台阶面或端面时，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 清角位置会产生残留误差，如图a所示。
2.任务评价
在数控编程过程中，一般不考虑刀具的长度与刀尖圆弧半径，只 需考虑刀位点与编程轨迹重合。但在实际加工过程中，由于 刀尖圆弧半径与刀具长度各不相同，在加工中会产生很大的 加工误差。因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数 控机床根据实际使用的刀具尺寸，自动调整各坐标轴的移动 量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。
程序结束并复位
（7） 刀具半径补偿注意事项 1）刀具半径补偿模式的建立与取消程序段只能在G00或G01移动指令
模式下才有效。虽然现在有部分系统也支持G02、G03模式，但为 了防止出现差错，在半径补偿建立与取消程序段最好不使用G02、 G03指令。 2）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指令指定。该刀尖圆弧半径补偿号与刀具偏置补偿号 对应。 3）采用切线切入方式或法线切入方式建立或取消刀补。对于不便于 沿工件轮廓线方向切向或法向切入、切出时，可根据情况增加一 个过渡圆弧的辅助程序段。 4）为了防止在刀具半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象， 在建立与取消补偿时，程序段的起始位置与终点位置最好与补偿 方向在同一侧。 5）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；）。 6）在选择刀尖圆弧偏置方向和刀沿位置时，要特别注意前置刀架和 后置刀架的区别。
G41、G42刀尖圆弧半径左(右)补偿
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பைடு நூலகம்
三、刀具半径补偿注意事项
1、G41、G42、G40指令不能与G02、G03写在一个程序段内，但可与G01、G00指 令写在同一程序段内，即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的。 2、为了安全，通常采用G01运动方式建立或取消刀补。 3、在G41或G42程序段后加G40程序段，便可取消刀尖半径补偿，其格式为： G41（或G42）……； …………；
系统认为的刀位点C
1、车外圆和端面 2、车左右向圆锥面 3、车圆弧面
实际刀刃
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1、车外圆和端面
B A
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2、车左右向圆锥面
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3、车圆弧面
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二、刀尖圆弧半径补偿指令
指令格式：
刀具移动终点的增量坐标值
G 41 G 01 G 42 X (U ) ___ Z (W ) ___; G 00 G 40
G41(G42)—刀尖圆弧半径左（右）补偿
一、刀尖半径补偿的目的 二、刀具半径补偿的指令 三、刀具半径补偿注意事项 四、刀具半径补偿实例
安徽省阜阳机械技工学校
— 朱卫胜 —
一、刀尖半径补偿的目的
原因：任何车刀的刀尖都会由于制造、刃磨、磨损 等原因而带有刀尖圆弧，刀尖圆弧虽然有利于提 高刀具寿命和降低表面粗糙度，但在加工圆锥和 圆弧轮廓时会带来几何形状误差。消除这种加工 误差是采用刀尖圆弧半径补偿的原因。 从以下三种情况说明加工误差原因：
G40……；
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定位且为下次程序 中出现G41（G42）时可能带来错误。 4、在G41方式中，不要再指定G42指令，同样在G42方式中，不要再指定G41指令。 当补偿取负值（R为负）时，G41和G42互相转化。 5、在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或两个以上的不移动指令， 否则G41和G42会失效。 6、G41、G42、G40是模态指令代码。
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。
刀尖圆弧半径补偿
二、刀尖圆弧半径补偿刀具的补偿功能是数控车床的一种主要功能，它分为刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿，项目二中所讲的对刀就是为了建立刀具位置补偿，在此只讲述刀尖圆弧半径补偿。
1.刀尖圆弧半径补偿的目的在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假象成一个点，即为假想刀尖，如图4-4（a）所示尖头刀。
但实际加工中的车刀，由于工艺或其它要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧，如图4-4（b）所示。
该圆弧所构成的假想圆半径就是刀尖圆弧半径。
一般的不重磨刀尖刀片处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值。
即使是专门刃磨的“尖刀”其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。
因此，实际上真正的尖刀是不存在的，这里所说的刀尖只是一假想“刀尖”。
但是，编程计算点是根据理论刀尖（假想刀尖）A来计算的，相当于图4-4（a）中尖头刀的刀尖点。
提示实际加工中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想刀尖是不存在的。
当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸或形状，只是可能在起点与终点处造成欠切，这可采用分别加导入、导出切削段的方法来解决。
但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，刀尖圆弧将引起尺寸或形状误差，出现欠切或过切，如图4-5所示。
因此，当使用带有刀尖圆弧半径的刀具加工锥面和圆弧面时，必须将假设的刀尖点的路径作适当的修改，使切削加工出来的工件能获得正确的尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。
注意图4-5中的锥面和圆弧面尺寸均比编程轮廓大，而且圆弧形状也发生了变化。
这种误差的大小不仅与轮廓形状、走势有关，而且与刀具刀尖圆弧半径有关。
如果零件精度较高，就可能出现超差。
现代数控车床控制系统一般都具有刀具半径补偿功能。
这类系统只需要按零件轮廓编程，并在加工前输入刀具补偿数据，通过在程序中使用刀具半径补偿指令，数控装置可自动计算刀具中心轨迹，并使刀具中心按此轨迹运动。
也就是说，执行刀具半径补偿后，刀具中心将自动在偏离工件轮廓一个半径值的轨迹上运动，从而加工出所要求的工件轮廓。
数控加工工艺及编程 刀具补偿功能
刀具补偿功能数控车床在开机默认状态下，控制面板显示器中所显示的坐标是刀架中心或刀具参考点在机床坐标系中的坐标，见图3-11（a）所示为（X A机床；Z A机床），而编程中描述刀具运动的坐标是刀尖点沿工件轮廓加工中所经过的各点在工件坐标系中的坐标，见图3-11（b)所示为（XA工#，ZA工件），这样在加工前就必须进行对力操作；通过数控车床的刀具补偿功能将机床上刀架中心或刀具参考点在机床坐标系中的坐标转换成刀具刀位点在工件坐标系中的坐标，使程序在机床上能够正确运行。
（a）（b）图3-11控制面板上所显示的刀具位置的坐标刀位点是指在程序中用来表征刀具运动位置的刀尖点，是用以表征刀具特征的点。
对车刀，各种车刀的刀位点如图3-12所示。
（a）外圆车刀（b）切槽车刀（c）螺纹刀（d）圆弧车刀图3-12车刀的刀位点数控车床的刀具补偿功能包括刀具位置补偿功能和刀尖圆弧半径补偿功能。
一、刀具位置补偿功能刀具的位置补偿功能又称为刀具偏置补偿功能，在FANUC数控系统中，刀具的位置补偿一般包括刀具形状补偿功能和刀具磨损补偿功能。
数控车床上应用刀具位置补偿功能，其作用一是设定工件坐标系，二是设定刀具的刀位补偿值。
1.刀具形状补偿功能在实际加工中，通常要用多把刀具加工零件轮廓，而每把刀装夹在刀架上的刀位点的位置是不同的，如图313所示。
编程时是以一把刀的刀位点为基准设定工件坐标系的，在加工时，必须将所有万具的刀位点都偏移到此基准点的位置，如图3-14所示，这在FANUC数控系数控车床上就需要通过刀具形状补偿功能来实现。
图3-13刀具装夹在刀架上刀尖点的位置图3-14刀具补偿后的刀尖点重合于一点FANUC数控系统刀具形状补偿功能在加工程序运行中是通过刀具指令（T功能）自动实现的，如T0202，表示调用2号刀具加工，并执行02补偿单元中的力具补偿量。
当加工程序运行至T指令时，刀架会移动一个预先设置到系统中的刀具形状补偿量（即如图3-14中所示的ΔX、ΔZ），自动完成刀具的位置补偿。
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
数控加工刀尖圆弧半径补偿原理及刀补指令使用技巧
从金属切削原 理与刀具可知 ， 刀尖是刀具上 主 、 副切削刃 汇交 的一小段切削 刃。由于实际切削刃及刀 尖不可 能磨得绝
刀具来说 ， 该假想 刀尖点为刀具实体上并 不存 在 的点 ， 只是理
论上 的几何位 置点 …。如 图 １所 示 。实 际上 Ｃ Ｃ车 床 上使 Ｎ 用 的粉末 冶金 刀片 ， 刀尖 是一 圆弧 形 ， 尖 半 径 Ｒ有 ０ 其 刀 ．
ｇ ｏ ｔ ｃ ａ ｇ ｅ ｏ ｏ ｅ ａ ｓ ｏ ｌｔ ｆＮＣ ｐ ｏ ｒ ｍｍｉ ｇ ｄｆｅｓ ｆ ｍ ｕｔ ｇ ｐ ｉ ｔｏ １ ｅ ｏ ｄ ｙ ａ ｉ ｔ ｏ ｓｏ ｅ ｅ ｍｅｒ ｎ ｌ ｆｔ ｌｂ ｃ ｕ ｅ ｔ ｉ ｏ ｒ ｇ ａ ｉ ｏ ｐ ｎ ｉ ｒ ｒ ｆ ｏ ｃ ｔ ｎ ｏ ｎ ｆｔ ．Ｓ ｃ ｎ ｌ ，ｂ ｓｃ ｍｅ ｈ ｄ ｆｄ － ｉ ｏ
ＮＣ ｐ ｇ ａ ｒ ｒ ｍｍｉ ｇ ａ ｄ ｇ ａ ａ ｔ ｅ ＮＣ ｍａ ｈｎ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ Ｉ ｉ ｃ ｐ ｂｅ ｏ ｌ ｎ ｔ ｇ ｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｕｔｎ ｒ ｒ ｌ ｓ ｏ ｎ ｕ ｒ ｅ ｃ ｉ ｉｇ ａ ｃ ｒ ｃ ． ｔ ｓ ａ ａ ｌ ｆｅ ｉ ａｉ ｈ ｈ ｎ ｍｅ ａ ｏ ｃ ｔ ｇ ｍｏ ｅ ｏ ｅ ｓ ｎ ｎ ｍｉ ｎ ｆ ｉ
Ａｎ Ｈｕ — ｐ ｎ — ｉｇ
（ｃｏｌｆ ｈｓ ｓ ｎ ｇｎｅｉ ｃｎｌ ｙｏ ａ ｚｏ ｉ ｎ ｅ ｉ ，ａｚｏ ．ｎｕ ３０ ０ Ｃ ｉ Ｓｈｏ ｏ ｐ ｙｉ ｄｅ ｉ ｒ ｇｔ ｈｏｏ ｃａ ｎ ｅ ｎ ｅ ｇ ｆＬ ｎｈ ｕｃｙｕ ｉ ｒ ｔ Ｌ ｎｈｕＣ ｓ ７ ０７ ， ｈ ａ） ｔ ｖ ｓｙ ａ ｎ Ａ ｓｒｃ： ｏｍｅｔ ｈ ｅｄｏ ｉ ｃｕａｙｉ Ｎ ａｈｎｎ ，ｓｖｒ Ｉ ｒ ａｄｉ ａｓ ａｅｂｅ ａ ｚｄｆ ｍ ａｔａ ｂ ｔ ｔ Ｔ ｅ ｅｎｅ ｆ ｇ ａｃｒｃ Ｃ ｍ ｃｉｉｇ ｅｅａ ｅ Ｏ ｎ ｓｃｕｅｈｖ ｅｎａ ｌ ｅ ｒ ｃｕ ａ ｔ ｈｈ ｎ ｌ Ｔｓ ｔ ｎ ｙ ｏ ｌ
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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。
小组
讨论
新课讲授
图3（a）加工端面、台阶假想刀尖轨迹误差
解答：加工台阶或端面时，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清角位置会产生残留误差。
图3（b）加工圆锥面假想刀尖轨迹误差
解答：加工圆锥面时，对锥度不会产生影响，但会产生明显的位置误差。
图3（c）加工圆弧假想刀尖轨迹误差
解答：加工圆弧时，会对圆弧的圆度和圆弧半径产生影响。
会产生过切和
欠切的现象。
学生
思考
回答
做好
笔记
学生
回答
新课讲授
刀尖圆弧半径补偿的目的：
编制加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图4所示的P点
就是假想刀尖。
该点也是编程时与工件尺寸相一致的。
然而实际切削时起
作用的切削点是圆弧的A点和B点，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是不同的点，所以在进行数控
车削的编程和加工过程中，必须对车刀刀尖圆弧产生的误差进行补偿，才
能加工出高精度的工件。
图4 假想刀尖放大图
那么在编程过程中如何实现刀尖圆弧半径补偿，这是这次课的重
点内容。
二、刀尖圆弧半径补偿
1.编程指令及编程格式
老师：请学生到黑板上写出编程指令的格式
指令格式：G41/G42 G00 /G01 X_ Z_ F_;
G40 G00/G01 X_ Z_ F_；
老师：请学生说出指令中各指令及地址符的含义。
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；F为进给速度。
学生
听讲
记录
学生
看书
学生
回答
P A
B
新课讲授2.刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判定：
数控车床不管是后置刀架结构还是前置刀结构，
其外圆表面自右向左进行切削时，应是G42右补偿。
其内圆表面自右向左进行切削时，应是G41左补偿。
图5 刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别
举例判断下图：
图6 判断车刀的偏置方向
3.刀尖圆弧半径补偿的定义
把带有刀尖圆弧的车刀的刀位点从假想刀尖移至刀尖圆弧的圆
心。
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
与工件的轮廓偏置一个半径值，这种偏置称为刀尖圆弧半径补
偿。
学生
理解
记录
学生
判断
学生
记录
理解
新课讲授4.刀尖圆弧半径补偿过程
老师：请问刀尖圆弧半径补偿在程序中如何体现？补偿的过程又有哪几
步？
图7 刀尖圆弧半径的补偿过程
刀补的建立：车刀圆弧刃的圆心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离
一个偏置量的过程。
刀补的使用：进入补偿模式，此时车刀圆弧刃的圆心始终与编程轨迹保持
设定的偏置距离。
刀补的取消：刀具离开工件，车刀圆弧刃的圆心轨迹过渡到与编程轨迹重
合的过程，通过指令G40来执行。
注：偏置量的大小由刀尖圆弧半径值决定！！
三、刀具刀沿位置及补偿值设定
数控车床在进行加工时程序中有刀尖圆弧半径补偿指令还不够，还要在已
知刀尖圆弧半径的情况下，将刀尖圆弧半径的值输入到数控系统中，这样
才能通过刀尖圆弧半径补偿指令，对误差进行补偿。
1.确定外圆车刀刀具切削沿位置（即刀具的刀尖形状在刀具切削沿的位
置）
学生
讨论
学生
回答
学生
理解
学生
听讲
新课讲授
图8（a）刀尖圆弧位置的选择
2.刀具补偿的设定
图8（a）刀尖圆弧半径补偿量设定的位置页面
学生
看图
理解
学会
判断
切削
沿位
置
学生
听讲
理解
四、执行刀补指令应知道与注意：
（1）、当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。
（2）、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个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。
（3）、刀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。
（4）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。
（5）、当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。
（6）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。
【课堂小结】
1、对本次课程进行简单的总结。
经过本节课的讲解，同学们了解了车刀刀尖圆弧半径对加工工件的影响，学会判断偏置的方向，掌握切削沿位置的选择，灵活使用刀尖圆弧半径补偿。
2、对本次任务活动中表现优异的同学予以肯定与表扬。
本节课各位同学表现非常好，也很认真，希望再接再厉；希望全体同学每一天每一节课都要有目标有努力的方向，每天都有收获。
【板书设计】
数控车床刀尖圆弧半径补偿编程
一、刀尖圆弧对工件的影响
二、刀尖圆弧半径补偿
1.指令 3.补偿的过程（三步）
2.判别方向
三、刀具刀沿位置及补偿值设定
四、执行刀补指令应注意
【课后作业】学生听讲记录理解
学生听讲
1、使用刀尖圆弧半径补偿对下图进行程序的编制。
11。