[学习目标]

1、知识目标：掌握车削加工过程中刀尖圆弧半径补偿含义、程序格式、补偿值的设定等相关理论知识

2、情感目标：培养严谨细致、认真钻研、创新等工匠精神。

3、能力目标：能具备编制车削加工中的刀尖圆弧半径补偿的数控加工程序的能力。

[理论知识]

一、刀尖圆弧产生的误差

   数控车编程加工时，通常将车刀刀尖作为一点来编程和对刀的。实际加工中，一般将车刀刀尖处磨成圆弧过渡刃，如图1所示。实际的切削刃是刀尖圆弧各切点。当车削与轴线平行或垂直的圆柱表面或端面时，刀尖圆弧不会产生加工误差，但当车削倒角、锥面、圆弧及曲面时，则会产生少切或过切现象，如图2所示。

二、刀尖圆弧半径自动补偿

   一般数控系统具有刀具半径补偿功能。编程时，只需按工件的实际轮廓尺寸编程而不必考虑刀尖圆弧半径的大小，加工时，数控系统能根据刀尖圆弧半径自动计算出补偿量，进行精确的补偿，如图3所示，避免少切或过切现象的产生。

三、刀尖圆弧半径补偿指令（G41、G42、G40）

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。如图4所示的内孔加工。

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4所示的外圆加工。

  G40——取消刀具半径补偿，按程序路径进给。

四、编程格式

式中：X(U)、Z(W)——建立刀补或取消刀补中刀具移动的终点。

    X_ Z_是绝对编程时，GOO、GO1运动的终点坐标；

    U_ W_是增量编程时，GOO、GO1运动目标点坐标的增量。

五、指令使用说明

 1、G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。

 2、G40、G41、G42只能用GOO、G01结合编程，不允许与其他指令结合编程。

 3、在编入G40、G41、G42的G00与G01前后的两个程序段中，X、Z值至少有一个值变化。

 4、在调用新的刀具前，必须取消刀具补偿。

 5、补偿进行时，指定平面内如连续有两个或以上的非移动指令，会产生过切或欠切。

 6、在MDI状态下不能进行刀尖R补偿。

六、刀尖圆弧位置编码

   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，刀尖圆弧位置编码定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系，有0~9十个方向。

 图5a所示为刀架前置的数控车床刀具刀位点位置的情况；图5b所示为刀架后置的数控车床刀具刀位点位置的情况。编码“0”或“9”是以刀尖圆弧中心作为刀位点的车刀位置编码。

七、刀尖圆弧半径补偿值的设定

  刀尖半径补偿值可以通过刀具补偿设定界面设定，如图5-11所示。该设定画面上，在刀具代码T中的补偿号对应的存储单元存中除有X轴、Z轴的长度补偿值外，还有圆弧半径补偿值和刀尖位置序号(0~9)，共四个数据。如图6中所示的01号刀具（T0101）的刀尖半径值为3mm，刀尖方位序号为3。

六、应用举例

   如图7所示工件，试采用刀尖半径补偿指令编写程序。如图7a所示，未采用刀具半径补偿指令时，刀具以刀尖轨迹运动，圆锥面产生误差δ。采用刀具半径补偿指令后，如图7b所示，加工表面无形状误差。

程序如下：

……

N40  G00 X20.0 Z2.0；

N50  G41 G01 X20.0 Z0；       （刀具左补偿，A0→A1）

N60  Z-20.0；               （车φ20mm外圆，A1→A2）

N70  X70.0 Z-55.0            （车锥面，A2→A4）

N80  G40 G01 X80.0 Z-55.0；      （退刀并取消刀补，A4~A5）

……

注意：刀具半径补偿的引入或退出是在刀具移动过程中逐渐进行的。