刀尖圆弧补偿功能在数控车加工中的应用

刀尖圆弧补偿功能在数控车加工中的应用贵州航天乌江机电设备有限责任公司（遵义563003）张玉峰中国人民解放军驻3655厂军事代表室（遵义563003）白红英1引言随着科技术发展的加快，制造技术的进步，各类产品零件的精度要求越来越高，在数控车加工中使用刀具半径补偿是比较难以理解和使用的一个指令。使用该指令可以很容易根据刀具半径补偿的原理消除机床报警和产生零件过切或切不到的情况，还可以用同一个程序去适应不同的情况，例如用同一个程序去进行粗、半精加工及精加工，给编程和加工带来很大的方便。2刀尖的概念在数控车切削加工中刀尖分为实际刀尖和假想刀尖，其区别如下：（1）刀尖半径：即是车刀刀尖部分为一圆弧构成假想圆的半径值，一般车刀均有刀尖半径，用于车削外径或端面时刀尖圆弧大小不起任何作用，但用于倒角或车锥面、圆弧时，则会影响零件的加工精度，因此在编制数控程序时，必须给予考虑。（2）假想刀尖：所谓假想刀尖如图2所示，P点为该刀具的假想刀尖，相当于图1尖头刀的刀尖点，假想刀尖在车削加工中是实际存在的。图1刀尖半径图2假想刀尖3刀尖圆弧补偿的方法3.1G41、G42、G40指令的选用当刀具中心沿前进方向位于零件左边时，称刀具半径左补偿，用G41指令。当刀具中心沿前进方向位于零件右边时，称刀具半径右补偿，用G42指令。在选用G41或G42时是根据刀具与零件的相对位置及刀具的运动方向进行选用，其方法如图3所示。图4刀尖圆弧补偿方法取消刀尖圆弧补偿，用G40指令，G40指令是取消G41、G42功能的GCode，在进行程序编写时写在程序开始的第一个程序段及取消刀具半径补偿的程序段。3.2刀尖圆弧补偿在程序中的调用加入刀尖圆弧左、右补偿指令后，遇到直线插补指令，刀尖直线走至与下一轮廓线左、右边相切的起点上。从G40指令变为G41或G42指令时，G41、G42指令可以与快速移动指令写在同一程序段内，在这个程序段始点位置，与程序中刀具路径垂直的方向线过刀尖圆心，如图4所示；当从G41或G42指令状态到G40取消圆弧补偿，在指定G40程序段的终点位置，与程序中刀具垂直的方向线过刀尖圆心如图5所示。图4G40转为G41或G42图5G41或G42转为G40图6为刀尖圆弧补偿在为数控车在直径50上倒10×10的倒角应用，在编写加工程序时须注意刀尖的补偿。图6刀具轨迹未正确使用刀尖圆弧补偿指令进行程序编制时将会带来极大的危害，下列程序的编制就是错误的。S1000M3G00G42X35.0Z10.；当圆弧过大时容易发生干涉G01Z0F0.1；发生欠切G01X50.Z-10.G01X60.；发生欠切G00G40X120.Z100.M30其正确的程序应为：S1000M3G00X35.0Z10.G01G42Z0F0.1G01X50.Z-10.G00G40X120.Z100.M304加工误差与刀尖圆弧的关系4.1假想刀尖位置设定在数控车加工程序编制过程中，假想刀尖是实际存在的，对于假想刀尖位置的确定是对程序的编制起着很关键的作用，图7是假想刀尖位置编号图。图7假想刀尖位置编号4.2加工误差与刀尖圆弧以车外圆为例，假想刀尖位置编号为3时，所设刀尖圆弧半径R值小于实际刀尖圆弧半径时，加工误差如图8所示。图8加工误差与刀尖圆弧5刀尖圆弧补偿的注意事项（1）在使用G41或G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则，刀具在前面程段终点垂直位置停止（产生过切或欠切）。（2）加入或取消刀尖圆弧补偿命令应尽量在G0、G1、G28、G92程序段中，圆弧插补中不允许建立和取消刀补。（3）在G74-G76、G92固定循环指令中不用刀尖圆弧补偿。（4）在手动输入中不用刀尖圆弧补偿。（5）不用G2或G3指令开始进入切削。