数控车床刀尖圆弧半径补偿图示

图1

图2

平导轨机床示例：

1、如图1所示把刀尖圆弧圆心与图示圆心重合，找出刀尖圆弧对应区域数字（图示为3）；

2、将刀尖圆弧半径值输入图2所示刀具补偿界面R中，将刀尖圆弧对应区域数字输入T中。注意事项：

刀尖圆弧半径补偿只有在G00或G01指令下运行一段程序后方可建立或取消

左补偿G41，右补偿G42,取消G40

数控车床的刀尖圆弧半径教案例

《数控车床刀尖圆弧半径加工带圆弧锥轴类零件》教学案例一、教学背景 刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，本课题通过带圆锥轴类零件的加工，让学生掌握刀具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。 本课题完成课时为4学时，学生人数为40人，分4人／组，每组完成一个工件。 教学目标：通过本课题的学习使学生掌握刀尖圆弧半径的补偿原理和方法，及补偿参数的设置，提高零件的加工精度。 时间资源：课前，课后和课内的设计和安排 材料资源：45#材料 信息资源：网络技术，多媒体技术，工具书，手册 人员资源：双师型工作团队。1位专业教师2位培训师。学生小组和组长。 设备资源：FANUC系统数控车床2—3人，台；外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把；刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付，垫铁若干；游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。 环境资源：数控实训车间、数控仿真机房 二、课程的实施 (一)复习导入新课 老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？ 学生：见过，在普车实习时，就见过，而且也用过 老师：不错，学过的知识没忘记。车刀的刀尖是尖吗？ 学生：是，但不是绝对尖。 老师：答得好。请看下图,a图是理论刀尖，b图是实际刀尖。这就是我们今天要讲的新课知识，刀尖圆弧半径补偿。 (a) (b) 图1 圆头刀假想刀尖 (二)提出问题，探究新课 老师：看图回答问题。请大家思考，下图是用一假设带了刀尖的圆头刀在数控车床上加工的路径，两种刀具切削会带来什么影响？刀尖圆弧半径对加工零件的精度有影响吗？

学生：车圆锥面有影响 老师：答得好，观察能力强。那么有何影响？ 学生：在切圆柱面时无影响；切圆锥面时，圆头刀切得浅一些，有尖定的切得深一些。 老师：分析得非常正确。请同学们看下图讨论的刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。 学生：刀尖圆弧半径对圆柱没影响，对圆锥和圆弧有影响并产生了误差。 老师：很对。因为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1a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0.4—1.6之间），如图1b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。 如果不进行刀尖圆弧半径补偿，在加工过程中，会产生什么现象呢？（请看下图） 学生：图的右边产生了少切，左边产生的过切。 老师：答得非常好，棒极了。这就是在数控加工中产生的过切和少切现象。在编程过程中如何实现刀具圆弧半径补偿，这是这次课的重点内容。 (三)知识学习 1.在实际加工过程中可以使用刀尖圆弧是0吗？这样做的目的是激发学生的求知欲，可以适

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。 应用刀尖半径补偿，必须根据刀架位置、刀尖与工件相对位置来确定补偿方向，具体如图4所示。为快速判断补偿方向，可采用以下简便方法： 从右向左加工，则车外圆表面时，半径补偿指令用G42，镗孔时，用G41; 从左向右加工，则车外圆表面时，半径补偿指令用G41，镗孔时，用G42。 使用刀尖半径补偿指令时应注意下列几点：

刀具补偿

引言： 1.为什么需要刀具补偿? （1）编程时通常设定刀架上各刀在工作位时，其刀尖位置是一致的，但由于刀具的几何开关，安装不同，其刀尖位置也不一样，相对于原点的距离不相同。 解决办法：一是各刀设置不同的工件原点 二是各刀位置进行比较，设定刀具偏差补偿。，可以使加工程序不随刀尖位置的不同而改变。 （2）刀具使用一段时间后会磨损，会使加工尺寸产生误差。 解决：将磨损量测量获得后进行补偿，可以不修改加工程序。 （3）数控程序一般是针对刀位点，按工件轮廓尺寸编制的，当刀尖不是理想点而是一段圆弧时，会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差。 解决：对刀尖圆弧半径进行补偿可以使按工件轮廓编程不受影响。

2.刀具补偿的概念 是补偿实际加工时所用的刀具与编程时使用的理想刀具或对刀时使用的基准刀具之间的偏差值，保证加工零件符合图纸要求的一种处理方法。 3.刀具补偿的种类 分为刀具偏置补偿（T****实现），和刀尖圆弧半径补偿 刀具偏置补偿又分为几何位置补偿和磨损补偿 4.刀具的偏置补偿 （1）几何位置补偿 用于补偿各刀具安装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的，通常是在所用的多把车刀中选定一把作为基准车刀，对刀编程主要是以该车刀为准。 补偿数据获取： 分别测得各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离（X1.Z1）（X2.Z2）（X3.Z3） 若选用刀具1为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何偏置分别是

（2）磨损补偿 主要是针对某把车刀而言，当某把车刀批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀具的磨损补偿。 批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿（包括基准车刀） （3）刀具几何补偿的合成 若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有效存在时，实际几何补偿将是这两者的矢量和。

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。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。

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用介绍

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析 (2011-11-07 19:39:41) 分类：工程技术 标签： 杂谈 摘要：分析了数控车削中因刀尖圆弧产生误差的原因，介绍了纠正误差的思路及半径补偿的工作原理，明确了半径补偿的概念。结合实际，系统介绍了刀具半径补偿的应用方法，及使用中的注意事项。 Abstract: Analyzed the error's reason in numerical control turning because of arc of cutting tool , introduced the correction error's mentality and the radius compensation principle of work, cleared about the radius compensation concept. Union reality, introduced the cutting tool radius compensation application method, and in use matters needing attention.. 关键词：数控车床；假想刀尖；半径补偿；程序轮廓；原理；应用； Key word: CNC lathe；immaginary cutting tool point; radius compensation; procedure outline; principle; using 1、前言 在数控车床的学习中，刀尖半径补偿功能，一直是一个难点。一方面，由于它的理论复杂，应用条件严格，让一些人感觉无从下手；另一方面，由于常用的台阶轴类的加工，通过几何补偿也能达到精度要求，它的特点不能有效体现，使一些人对它不够重视。事实上，在现代数控系统中，刀尖半径补偿，对于提高工件综合加工精度具有非常重要的作用，是一个必须熟练掌握的功能。 2、刀尖圆弧半径补偿的原理 （1）半径补偿的原因 在学习刀尖圆弧的概念前，我们认为刀片是尖锐的，并把刀尖看作一个点，刀具之所以能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，目前广泛使用的机夹刀片的切削尖，都有一个微小的圆弧，这样做，既可以提高刀具的耐用度，也可以提高工件的表面质量。而且，不管多么尖的刀片，经过一段时间的使用，刀尖都会磨成一个圆弧，导致在实际加工中，是一段圆弧刃在切削，这种情况与理想刀尖的切削在效果上完全不同。

刀具半径补偿的目的与方法

刀具半径补偿的目的与方法 （1）刀具半径补偿的目的 在车床上进行轮廓加工时，因为车刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程（图（1-11）中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，编程只需按工件轮廓线进行（图（4-10）中粗实线），数控系统会自动计算刀心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行半径补偿。 图（4-10）刀具半径补偿 a) 外轮廓b)内轮廓 （2）刀具半径补偿的方法 控刀具半径补偿就是将刀具中心轨迹过程交由数控系统执行，编程时假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄存器中，在加工工程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心轨迹，完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时，不需要修改零件程序，只需修改存放在刀具半径偏置寄存器中的半径值或选用另一个刀具半径偏置寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。 G41指令为刀具半径左补偿（左刀补），G42指令为刀具半径右补偿（右刀补），G40指令为取消刀具半径补偿。这是一组模态指令，缺省为G40。 使用格式： 说明：（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-11）所示，规定沿着刀具运动方向看，刀具位于工件轮廓（编程轨迹）左边，则为左刀补（G41），反之，为刀具的右刀补（G42）。

图（4-11）刀具半径补偿判别方法 （2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G19），如选用工作平面G17指令，当执行G17指令后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。 （3）当主轴顺时针旋转时，使用G41指令车削方式为顺车，反之，使用G42指令车削方式为逆车。而在数控机床为里提高加工表面质量，经常采用顺车，即G41指令。 （4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配合G02或G03指令使用，机床会报警，在实际编程时建议使用与G01指令组合。建立和取消刀补过程如图（4-12）所示，使刀具从无刀具半径补偿状态O点，配合G01指令运动到补偿开始点A，刀具半径补偿建立。工件轮廓加工完成后，还要取消刀补的过程，即从刀补结束点B，配合G01指令运动到无刀补状态O点。 图（4-12）刀具半径补偿的建立和取消过程 a) 左刀补的建立和取消b) 右刀补的建立和取消

刀具补偿功能

福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控机床编程与操作任课教师：王公海 章节内容1-7刀具补偿功能 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 目的要求掌握刀具补偿功能原理 重点难点G40/G41/G42 复习题巩固上节课知识点 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导一、数控车床用刀具的交换功能 1．刀具的交换 指令格式一：T0101； 该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示换1号刀，后 面的01表示使用1号刀具补偿。 福建省劳动和社会保障厅制

第页 讲授内容和过程方法与指导二、刀具补偿功能 1．刀具补偿功能的定义 定义：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。 分类：刀具偏移（也称为刀具长度补偿）、刀尖圆弧半径补偿。 2．刀位点的概念 概念：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。 数控车刀的刀位点 三、刀具偏移补偿 1．刀具偏移的含义 含义：用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功 能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。 分类：刀具几何偏移、刀具磨损偏移。 刀具偏移补偿功能示例

第页 讲授内容和过程方法与指导FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 2．利用刀具几何偏移进行对刀操作 （1）对刀操作的定义 定义：调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点。 （2）对刀操作的过程 1）手动操作加工端面，记录下刀位点的Z向机械坐标值。 2）手动操作加工外圆，记录下刀位点的X向机械坐标值，停 机测量工件直径，计算出主轴中心的机械坐标值。 3）将X、Z值输入相应的刀具几何偏移存储器中。

试谈数控加工中刀具补偿的应用

毕业论文 题目：数控加工中刀具补偿的应用系部：机电工程系 专业：数控技术 班级：08数控（2）班 学生：罗贤强 学号：08313244 指导老师：刘晓秋老师职称：

江西理工大学南昌校区 毕业设计（论文）任务书机电工程系系部数控专业2008级（2011届）数控（2）班学生罗贤强 题目：数控加工中刀具补偿的应用 专题题目（若无专题则不填）： 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：工作基础： 在20世纪60年代的数控加工中还没有出现补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，这样不仅很容易产生错误，而且生产效率低下。当刀具补偿概念出现并应用到数控系统中后，编程人员就可以直接按照轮廓尺寸进行程序编制。在建立、执行刀补后，由数控系统自动计算，自动调整刀位点到刀具的运动轨迹。当刀具磨损或更换后，加工程序不变，只须更改程序中刀具补偿的数值。因此刀具补偿的应用不仅提高了生产效率，还大大降低了技术人员的劳动强度。 研究条件： 利用网络资源，参考相关文献，并在老师的提示和指导下熟悉并掌握刀具补偿的基本应用和相关注意事项。 应用环境： 刀具补偿广泛用于数控车床、数控铣床、加工中心等淑红设备中。提高了数控加工的精度。 工作目的： 深入了解刀具补偿的概念以及分类，着重掌握数控车床车削加工中的刀具半径补偿的问题和车床的对刀问题。并通过本论文提高自己在刀具补偿方面的理论水平。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 研究内容：

1数控车床加工的对象： 数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用干轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。与常规车床相比，数控车床还适合加工如下工件。 ( 1 ) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件， ( 2 ) 精度要求高的零件。 ( 3 ) 特殊的螺旋零件。 ( 4 ) 淬硬工件的加工。 2数控车床的对刀问题： （ 1）一般对刀。 （ 2）机外对刀仪对刀。 （ 3）自动对刀。 3 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿有关问题： 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，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0.4一1.6 之间)，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。假想刀尖的轨迹分析与偏置值计算分为加工圆锥面的误差析与偏置值计算和加工圆弧面的误差分析与偏置值计算。 (一)刀尖半径补偿编程原则。 1 ) 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。 2 ) 为了激活刀尖半径补偿，在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。 3 ) 进入和退出工件切削时必须垂直于工件表面。 4 ) 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。 5 ) 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。 (二)刀尖回角半径补偿方法。 现代数控系统一般都有刀具圆角半径补偿器，具有刀尖圆弧半径补偿功能( 即G41左补偿和G42右补偿功能)，对于这类数控车床，编程员可直接根据零件轮廓形状进行编程，编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输人刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。 (三)数控车床刀尖圆弧半径补偿。 1 ) 格式。 2 ) 偏置功能。

刀尖圆弧半径补偿编程

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

数控车床刀具半径补偿G40G41G42 1

刀尖圆弧半径补偿 G40，G41，G42
当编写数控轨迹代码时，一般是以刀具中心为基准。但实际中，刀具通常是 圆形的， 刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分，所以刀具中心的的轨迹应 偏离实际零件轨迹一个刀具半径的距离。 简单的将零件外形的轨迹偏移一个刀具 半径的方法就是 B 型刀补，这样的方法虽然简单，但会出现一定的问题，如产 生过切现象。而且由于刀尖圆弧的影响，实际加工结果与工件程序会存在误差， 而 C 型刀补可实现刀具半径补偿解决上述问题、 消除上述误差。 C 型刀补的基 本思想是并不马上执行读入的程序，而是再读入下一段程序，判断两段轨迹之间 的转接情况，根据转接情况计算相应的运动轨迹（转接向量） 。由于多读了一段 程序进行预处理，故 C 型刀补能进行更精确的补偿、消除圆形刀具其中心不 在刀尖上带来的误差，从而能实现精密加工。如图所示。
刀尖圆角 R 造成的少切与过切 为了更好的理解和使用 C 型刀具半径补偿功能，就必须先理解下列几个相 关的基本概 假想刀尖概念 下图中刀尖 A 点即为假想刀尖点，实际上不存在，故称之为假想刀尖（或 理想刀尖） 。假想刀尖的设定是因为一般情况下刀尖半径中心设定在起始位置比 较困难， 而假想刀尖设在起始位置是比较容易的， 如下图所示。 与刀尖中心一样， 使用假想刀尖编程时不需考虑刀尖半径。

图 1-1 刀尖半径中心和假想刀尖 注： 对有机械零点的机床来说， 一个标准点如刀架中心可以将其当作起点。 从这个标准点 （起 点）到刀尖半径中心或假想刀尖的距离就设置为刀具偏置值。 将标准点当作起点， 从标准点到刀尖半径中心的距离设置为偏置值就如同将刀尖半径中心设 置为起点， 而从标准点到假想刀尖的距离设置为偏置值就如同将假想刀尖设置为起点。 为了 设置刀具偏置值， 通常测量从标准点到假想刀尖的距离比测量从标准点到刀尖半径中心的距 离容易，所以通常就以标准点到假想刀尖的距离来设置刀具偏置值，图 1-2、图 1-3 和图 1-.4 分别为以刀尖中心编程和以假想刀尖编程的刀具轨迹。
1）说明： 数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车 刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖 A 点或刀尖圆弧圆心 O 点。 但实际加 工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当 切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动； 造成实际切削点与刀位点之间的位置 有偏差，故造成过切或少切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的 加工误差，可用刀尖园弧半径补偿功能来消除。 2）刀尖园弧半径补偿是通过 G41、G42、G40 代码及 T 代码指定的刀尖园 弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。 G40：取消刀尖半径补偿； G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，
G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，

数控车床刀具半径补偿G40G41G42 1教学内容

数控车床刀具半径补 偿 G40G41G42 1

精品文档
刀尖圆弧半径补偿 G40，G41，G42
当编写数控轨迹代码时，一般是以刀具中心为基准。但实际中，刀具通常
是圆形的，刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分，所以刀具中心的的轨
迹应偏离实际零件轨迹一个刀具半径的距离。简单的将零件外形的轨迹偏移一
个刀具半径的方法就是 B 型刀补，这样的方法虽然简单，但会出现一定的问
题，如产生过切现象。而且由于刀尖圆弧的影响，实际加工结果与工件程序会
存在误差，而
C 型刀补可实现刀具半径补偿解决上述问题、消除上述误
差。C 型刀补的基本思想是并不马上执行读入的程序，而是再读入下一段程
序，判断两段轨迹之间的转接情况，根据转接情况计算相应的运动轨迹（转接
向量）。由于多读了一段程序进行预处理，故 C 型刀补能进行更精确的补
偿、消除圆形刀具其中心不在刀尖上带来的误差，从而能实现精密加工。如图
所示。
刀尖圆角 R 造成的少切与过切
为了更好的理解和使用
C 型刀具半径补偿功能，就必须先理解下列
几个相关的基本概
假想刀尖概念
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

精品文档
下图中刀尖 A 点即为假想刀尖点，实际上不存在，故称之为假想刀尖（或 理想刀尖）。假想刀尖的设定是因为一般情况下刀尖半径中心设定在起始位置 比较困难，而假想刀尖设在起始位置是比较容易的，如下图所示。与刀尖中心 一样，使用假想刀尖编程时不需考虑刀尖半径。
图 1-1 刀尖半径中心和假想刀尖 注：对有机械零点的机床来说，一个标准点如刀架中心可以将其当作起点。从 这个标准点（起点）到刀尖半径中心或假想刀尖的距离就设置为刀具偏置值。 将标准点当作起点，从标准点到刀尖半径中心的距离设置为偏置值就如同将刀 尖半径中心设置为起点，而从标准点到假想刀尖的距离设置为偏置值就如同将 假想刀尖设置为起点。为了设置刀具偏置值，通常测量从标准点到假想刀尖的 距离比测量从标准点到刀尖半径中心的距离容易，所以通常就以标准点到假想
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

刀具半径补偿在CNC编程中的错误及正确应用

刀具半径补偿在CNC编程中的错误及正确应用 发表时间：2019-07-02T10:05:50.383Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：李荣辉 [导读] 随着数控技术的不断发展，数控机床越来越广泛地运用到各类机械制造行业。 （广东长盈精密技术有限公司广东东莞 523000） 摘要：在CNC编程中，合理地引入刀具半径补偿，可以使刀具轮廓轨迹的处理变得更简单。但是，由于使用刀具半径补偿要遵循很多相应法则，因此造成一些编程员刻意避开使用刀具半径补偿。本文将从以下几个方面对刀具半径补偿在实际应用中出现的错误加以分析，并给出一些有益的建议，希望能够提供解决此类问题的一些基本方法和思路。 关键词：刀具半径补偿；编程；应用 随着数控技术的不断发展，数控机床越来越广泛地运用到各类机械制造行业。数控机床的运行必须按事先编制好的加工程序运行。因此，程序编制的质量直接影响到加工零件的质量要求。零件程序的编制，除根据零件图的形状、尺寸、材料及技术要求确定加工工艺过程、工艺参数、切削用量及位移数据外，还应考虑各基点的计算繁易以及数控系统的功能，尤其对数控铣床、加工中心等使用带有半径的刀具的机床，为简化计算，其编程往往要以刀具中心为编程轨迹，但计算各轨迹基点又会带来大量的、复杂的计算过程.为解决这问题，数控机床大多备有刀具半径补偿功能，以减轻计算难度.但是，刀具半径补偿在使用方面有着许多特殊的要求，本文总结多年来的实际经验，从以下几个方面进行简单分析。 一、刀具半径补偿含义 数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序，因而为了加工所需的零件轮廓，在进行内轮廓加工时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。如图3-25所示。这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。在图中，实线为所需加工的零件轮廓，虚线为刀具中心轨迹。根据ISO标准，当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向的右边时，称为右刀补，用G42指令实现；反之称为左刀补，用G41指令实现。 二、常用方法 1．B刀补 特点：刀具中心轨迹段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 缺点： （1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。 （2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。 2．C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。 两种刀补在处理方法上的区别： B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。 C刀补采用一次对两段并行处理的方法。先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。 三、工作原理 （一）刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分三步。 1．刀补建立 刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。不能进行零件的加工。2．刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。 3．刀补撤消 刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。 （二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式 转接形式 随着前后两段编程轨迹线形的不同，相应的刀具中心轨迹有不同的转接形式。CNC系统都有直线和圆弧插补功能，对这两种线形组成的编程轨迹，有四种转接形式： （1）直线有直线转接； （2）直线与圆弧转接； （3）圆弧与直线转接； （4）圆弧与圆弧转接 四、刀尖圆弧半径补偿意义 刀尖圆弧半径补偿在数控车床加工工件的过程中，大大提高了工件的数值精确度。在编写程序的时候更为简单和容易，节省了大量的

刀具半径补偿原理(详细)

刀具半径补偿原理 一、刀具半径补偿的基本概念 （一）什么是刀具半径补偿 根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，实时自动生成刀具中心轨迹的功能成为刀具半径补偿功能。 （二）刀具半径功能的主要用途 （1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。 （2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。 （三）刀具半径补偿的常用方法 1．B刀补 特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 缺点： （1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。 （2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。 2．C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。 两种刀补在处理方法上的区别： B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。 C刀补采用一次对两段进行处理的方法。先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。 二、刀具半径补偿的工作原理 （一）刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分三步。 1．刀补建立 刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。不能进行零件的加工。 2．刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。 3．刀补撤消 刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。 （二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式 1．转接形式

数控车床刀具半径补偿

数控车床刀具半径补偿 技师论文车床刀具半径补偿1/6页【摘要】数控机床在加工过程中(其所控制的是刀具中心的轨迹。因此在数控编程时(可以根据刀具中心的轨迹进行编程(这种编程方法称为刀具中心编程。粗加工中由于留有余量(对零件的尺寸精度影响不大(对简单图形可采用刀具中心轨迹编程。但是当零件加工部分形状较为复杂时(如果选用刀具中心编程(就会给计算关键点带来很大工作量(而且往往由于关键点的计算误差影响机床的插补运算(进而产生报警(使加工无法正常进行。因此可以利用理论轮廓编程(即按图形的轮廓进行编程。采用理论轮廓编程(需要在系统中预先设定偏置参数(数控系统会自动计算刀具中心轨迹(使刀具偏离图形轮廓一个刀具值(从而使刀具能加工到图形的实际轮廓(这种功能即为刀具半径补偿功能。【关键词】数控车床数控车刀刀具半径补偿引言伴随着科学技术的发展(机械产品日趋精密、复杂。特别是航空航天、军工等行业的需要(促进了数控行业的飞速发展。而且大量的轴类、盘类及套类零件的生产(需要到数控车床去完成。因此在生产加工当中(刀尖的半径补偿问题就必定成为我们必定需要考虑的问题。1、数控车床相对于普通车床而言(最大的优势及有了准确的轮廓控制功能(即曲线加工。在其加工程

序中必须添加刀具半径补偿。2、在刀具半径补偿过程当中经常会出现一些意想不到问题(作为一名不甘落后的青 年机械人员(总有一些不得不说的话。由于本人水平有限(时间仓促(因此在论文写作的过程当中(难免有错误存在(敬请各位专家批评指教。一；刀具半径补偿 1 何为存在刀尖半径补偿数控车床刀具补偿功能包括刀具 位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。(1)刀具位置补 偿刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化(建立、执行刀具位置补偿后(其加工程序不需要重新编制。办法是测出每把刀具的位置并输入到指定的存储器内(程序执行刀具 补偿指令后(刀具的实际位置就代替了原来位置。！2，刀具圆弧半径补偿在数控车削加工中(为了提高刀具的使用寿命和降低工件表面粗糙度(车刀刀尖被磨成半径 不大的圆弧！刀尖AB圆弧，(如图1所示。 1 2/6页 但为了对刀方便(常以假想刀尖P点来对刀。如果没有刀尖 圆弧半径补偿(在车削锥面或圆弧时(会产生欠切或过切现象 现象。如图2所示，当零件精度要求较高且有锥面或圆弧时(解决办法为，计算刀尖圆弧中心轨迹尺寸(然后按此编程(进行局部补偿计算(其偏移量即刀尖半径补偿。从图1中可知，在实际生产中(理想刀尖p 实际是由z向刀尖位置和X轴向刀尖位置相交形成的理想 点(而实际是一圆弧点。常用刀具中多为0.2、

刀具半径补偿指令G40、G41、G42,

刀具半径补偿指令G40、G41、G42， 1、刀具半径补偿的目的： 在编制轮廓铣削加工的场合，如果按照刀具中心轨迹进行编程，其数据计算有时相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨、换新刀具而导至刀具半径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样不既麻烦而且容易出错，又很难保证加工精度，为提高编程效率，通常以工件的实际轮廓尺寸为刀具轨迹编程，即假设计刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。 现代数控系统一般都设置若干个可编程刀具半径偏置寄存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数（刀具长度、刀具半径等）存入这些寄存器中。在进行数控编程时，只需调用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可。实际加工时，数控系统将该编号所对应的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。 2、刀具半径补偿的方法 （1）刀具半径指令从操作面板输入被补偿刀具的直径或（半径）值，将其存在刀具参数库里，在程序中采用半径补偿指令。刀具半径补偿的代码有G40、G41、G42，它们都是模态代码，G40是取消刀具半径补偿代码，机床的初始状态就是为G40。G41为刀具半径左补偿，（左刀补），G42为刀具半径右补偿（右刀补）。判断左刀具补偿和右刀具补偿的方法是沿着刀具加工路线看，当刀具偏在加工轮廓的左侧时，为左偏补偿，当刀具偏在加工轮廓的右侧时，为右偏补偿，如图1所示。 图1a中，在相对于刀具前进方向的左侧进行补偿，采用G41，这时相当于顺铣。图1b 中在相对于刀具前进方向的右侧进行补偿，采用G42，这时相当于逆铣。在数控机床加工中，一般采用顺铣，原因是从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言顺铣的效果比较好，因而G41使用的比较多。 G17 XY （2）指令格式刀具半径补偿的格式：{G18 } {G00、G01}{G41、G42} ZX D G19 YZ XY 刀具半径补偿取消的格式：（G00、G01）G40{ ZX} YZ

刀尖补偿算法

1.规范数控车削加工程序的2种方式。 a.增量方式 b. 绝对方式 2.刀尖半径补偿的应用。 刀尖圆弧半径补偿 编制数控车削加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图一所示的A点就是理论刀尖点。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。 图一图二 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，如图二中的BC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，假想的刀尖A在实际加工中是不存在的，切削加工时刀具在数控系统控制下，以理论刀尖A点按加工轨迹运动，而切削点根据不同的加工状态在BC圆弧上移动。所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆弧半径进行补偿，仅按照工件轮廓编制的程序来进行加工，将会产生加工误差。 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B点和C点（图二），所形成的假想刀位点为A点。但实际加工中，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少切。因此，采用圆弧刃车刀在不使用刀尖圆弧半径补偿的情况下，加工会出现以下几种情况： （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，图三。 图三

（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，如图四， （3） 加工圆弧时，会对圆弧的圆度和圆弧半径产生影响。加工外圆弧时，会使加工后的圆弧半径变小，实际轮廓与理论轮廓在45°处最大误差值=刀尖圆弧*1.414-刀尖圆弧半径，如图五。 图五

刀具位置补偿

前言 数控车床通常连续实行各种切削加工，刀架在换刀时前一刀具刀尖位置和新换的刀具位置之间会产生差异，刀具安装也存在误差、刀具磨损和刀尖圆弧半径等误差，若不利用刀具补偿功能予以补偿，就切削不出符合图样要求形状的零件。此外，合理利用刀具补偿还可以简化编程。数控车床的刀具补偿可分为两类，即刀具位置补偿和刀具半径补偿。 1 刀具位置补偿 加工过程中，若使用多把刀具，通常取刀架中心位置作为编程原点，即以刀架中心! 为程序的起始点，如图1所示，而刀具实际移动轨迹由刀具位置补偿值控制。由图1（a）可见，刀具位置补偿包含刀具几何补偿值和磨损补偿值。 图1 刀具位置补偿 由于存在两种形式的偏移量，所以刀具位置补偿使用两种方法，一种方法是将几何补偿值和磨损补偿值分别设定存储单元存放补偿值，其格式为： 另一种方法是将几何偏移量和磨损偏移量合起来补偿，如图（b）所示，其格式为： 总补偿值存储单元编号有两个作用，一个作用是选择刀具号对应的补偿值，并执行刀具位置补偿功能；另一个作用是当存储单元编号00时可以取消位置补偿，例如T0100，表示消去+号刀具当前的补偿值。图2表示位置补偿的作用，图2中的实线是刀架中心A 点的编程轨迹线，虚线是执行位置补偿时A 点的实际轨迹线，实际轨迹的方位和X、Z轴的补偿值有关，其程序为： N010 G00 X10 Z-10 T0202； N020 G01 Z-30； N030 X20 Z-40 T0200；

图2 刀具位置补偿作用 数控车床系统刀具结构如图3所示，图3中P为假想刀尖，S为刀头圆弧圆心，r为刀头半径，A为刀架参考点。 图3 车刀结构 车床的控制点是刀架中心，所以刀具位置补偿始终需要。刀具位置补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换，对应图3中A与S之间的转换，但是实际上我们不能直接测得这两个中心点之间的距离矢量，而只能测得假想刀尖! 与刀架参考点$ 之间的距离。 为了简便起见，不妨假设刀头半径r=0，这时可采用刀具长度测量装置测出假想刀尖点P相对于刀架参考点的坐标和，并存入刀具参数表中。 式中：———假想刀尖P点坐标； （X，Z）———刀架参考点A的坐标。 至此很容易写出刀具位置补偿的计算公式为