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刀尖圆弧半径补偿编程 一、任务分析 二、理论与工艺知识 1.刀具的补偿功能 （1）刀具补偿功能的定义 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。 数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。 数控车床的刀具补偿分为刀具偏置和刀尖圆弧半径补偿两种。 （2）刀位点的概念 所谓刀位点是指编制程序和加工时，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。 2.刀具的偏置 刀具的偏置是用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之差的功能。 车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏置。 刀具偏置分为刀具几何偏置和刀具磨损偏置两种。 由于刀具的几何形状不同和刀具安装位置不同而产生的刀具偏置称为刀具几何偏置。 由于刀具刀尖的磨损产生的刀具偏置称为刀具磨损偏置（又称磨耗）。 3.刀尖圆弧半径补偿（G40、G41、G42） (1)刀尖圆弧半径补偿的定义 在实际加工中，由于刀具产生磨损及精加工时常将车刀刀尖磨成半径不大的圆弧，这时的刀位点为刀尖圆弧的圆心。为确保工件轮廓形状，加工时刀具刀尖圆弧的圆心轨迹不能与被加工工件轮廓重合，而应与工件轮廓偏移一个半径值R，这种偏移称为刀具半径补偿。 （2）假象刀尖与刀尖圆弧半径 在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成一个点，该点即为假想刀尖（如图中的A点），在对刀时也是以假想刀尖进行对刀。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（如图中的BC圆弧）。 （3）未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B点和C点，所形成的假想刀位点为A点，但在实际加工过程中，刀具切削点在刀尖圆弧上变动，从而在加工过程中可能产生过切或欠切现象。因此，采用圆弧刃车刀在不使用刀尖圆弧半径补偿功能的情况下，加工工件会出现以下几种误差情况。 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） 加工圆锥面时，对圆锥的锥度不会产生影响，但对锥面的大小端尺寸会产生较大的影响，通常情况下，会使外锥面的尺寸变大（如图b所示），而使内锥面的尺寸变小。 3）加工圆弧时，会对圆弧的圆度和圆弧半径产生影响。加工外凸圆弧时，会使加工后的圆弧半径变小（如图c所示），加工内凹圆弧时，会使加工后的圆弧半径变大（如图d所示）。 （4）刀尖圆弧半径补偿指令 1） 指令格式： G41 G01/G00 X(U)_ Z(W)_ F_; G42 G01/G00 X(U)_ Z(W)_ F_; G40 G01/G00 X(U)_ Z(W)_; 2）指令说明 编程时刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别如图1-30所示。面向着Y轴的负方向，并沿刀具的移动方向观察，当刀具处在加工轮廓左侧时，称为刀尖圆弧半径左补偿，用G41表示；当刀具处在加工轮廓右侧时，称为刀尖圆弧半径右补偿，用G42表示。 （5）圆弧车刀刀具切削沿位置的确定 数控车床采用刀尖圆弧补偿功能进行加工时，如果刀具的刀尖形状和切削时所处的位置（即刀具切削沿位置）不同，那么刀具的补偿量与补偿方向也不同。根据各种刀尖形状及刀尖位置的不同，数控车刀的刀具切削沿位置共有9种。 数控车床刀尖圆弧半径补偿G41/G42的指令后不带任何补偿号。在FANUC系统中，该补偿号（代表所用刀具对应的刀尖圆弧半径补偿值）由T指令指定，其刀尖圆弧半径补偿号与刀具偏置补偿号对应。 注意：在判别刀具切削沿位置时，同样要沿Y轴由正向负方向观察刀具，同时也要特别注意前、后置刀架的区别。 （6）刀尖圆弧半径补偿过程 刀尖圆弧半径补偿的过程分为三步：即刀补的建立、刀补的进行和刀补的取消。 1）刀补的建立：指刀具从起点接近工件时，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。需要注意的是，该过程的实现必须与G00或G01功能在一起才有效。 2）刀补进行：在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时车刀圆弧刃的圆心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。 3）刀补取消：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，其补偿过程通过图l-31（设外圆车刀的刀沿号为3号）和加工程序O1010共同说明 （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