第八章數(shù)控車公差及刀尖圓弧半徑和數(shù)控機床編程及加工

公差的處理刀尖圓弧半徑的補償?公差的處理實際加工用的零件圖其尺寸一般多存在著公差，尺寸公差的允許范圍通常稱為公差帶。公差帶的種類大概有以下幾種形式：

?例如：*取公差帶的中值作為編程坐標值即29.966。對于軸向尺寸用同樣的處理方法！?刀尖圓弧半徑的補償一、刀具補償?shù)毒哐a償包括三部分內容。1、刀具位置補償2、刀具磨損補償3、刀尖圓弧半徑補償。刀具位置補償已在對刀操作中實現(xiàn)，它的目的就是建立工件坐標系與機床坐標系的聯(lián)系，使刀位點、工件坐標系原點和機床建立嚴格的位置關系。刀具使用過程會產生磨損，致使工件尺寸發(fā)生變化，因此刀具磨損需要補償。刀具?磨損補償相當于位置補償，其實質是位置發(fā)生了變化。二、刀尖圓弧半徑補償?shù)脑虻都鈭A弧半徑補償是由于理想刀尖形狀和實際刀尖形狀存在差異而引起的工件的形狀和尺寸發(fā)生變化從而導致的一種刀具的位置補償。又因為刀尖圓弧半徑的多樣性和切削方式的多樣性，所以刀尖圓弧半徑補償也是多樣性的。因此刀尖圓弧半徑補償與切削方式有一一對應的關系，必須逐條學習。下面就從理想刀尖形狀和實際刀尖形狀入手來認識一下刀尖圓弧半徑補償?shù)闹匾院捅匾浴Ｓ脤嶋H刀尖切削工件不進行刀尖圓弧半徑補償時工件的輪廓形狀見下圖。?理想刀尖形狀和實際刀尖形狀?a)圖為切削外圓柱和斷面并無誤差產生。

b)圖為切削錐面則會產生欠切削現(xiàn)象。?c)圖為切削外凸圓弧時的欠切削現(xiàn)象。

d)圖為切削凹圓弧時則會產生欠切削現(xiàn)象。?結論：1、車削時實際起作用的切削刃是刀尖圓弧上的各切點，這樣在兩軸同時運動時，會引起加工表面的形狀誤差。車內外圓柱、斷面時不會產生形狀誤差。2、車錐面、倒角或圓弧時，由于兩軸同時運動，則會造成欠切削或過切削的現(xiàn)象，一定會產生形狀誤差。?采用刀尖圓弧半徑補償功能，刀的運動軌跡指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圓弧中心位置的運動軌跡。編程者以理想刀尖按工件輪廓編程，數(shù)控系統(tǒng)會自動計算刀心軌跡，完成刀尖軌跡的偏置。執(zhí)行刀尖圓弧半徑補償后，刀具會自動偏移工件輪廓一個刀尖圓弧半徑值，使刀刃與工件輪廓相切，從而消除了刀尖圓弧半徑對工件形狀的影響，加工出所希望的工件輪廓。見下圖??刀尖圓弧半徑補償?三、刀尖圓弧半徑補償?shù)姆椒ǖ都鈭A弧半徑補償?shù)姆椒ǚ譃閮蓚€部分：1、在程序中輸入刀尖圓弧半徑補償指令。2、在機床數(shù)控系統(tǒng)控制面板上輸入刀尖圓弧半徑值和理想刀尖位置號。刀尖圓弧半徑值在選擇刀具時可以在刀具參數(shù)中查找到。理想刀尖位置號與車刀形狀、刀尖圓弧位置、走刀方向和工件形狀有關?理想刀尖位置號示意圖前置刀架后置刀架?刀尖圓弧半徑補償量在機床上通過刀具補償設置界面來設定1、圖中在R這一列輸入刀尖圓弧半徑值。0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。2、圖中在T這一列輸入理想刀尖位置號。前置刀架：車外圓、外錐、外圓弧用T=3車內圓、內錐、內圓弧用T=2（右偏刀）刀具補償設置界面圖?四、刀尖圓弧半徑補償?shù)闹噶頖40、G41、G421、指令格式：G41/G42G00/G01X(U)--Z(W)--；G40G00/G01X(U)--Z(W)--；2、指令說明：G41----對前置刀架是右補償。G42----對前置刀架是左補償。判別方法—沿著刀具的運動方向看，刀具在工件的左側稱為左補償。判別方法—沿著刀具的運動方向看，刀具在工件的右側稱為右補償。?刀尖圓弧半徑補償偏置方向的示意圖前置刀架后置刀架?G41----對后置刀架是左補償。G42----對后置刀架是右補償。G41/G42G00/G01X(U)--Z(W)--；是建立刀補程序段。/----表示二者選其一。G40G00/G01X(U)--Z(W)--；是取消刀補程序段。/----表示二者選其一。3、注意事項：（1）后置刀架的G41、G42的補償偏置方向與前置刀架恰好相反。（2）G42、G41、G40都是模態(tài)代碼，可相互注銷。G42、G41只能靠G40注銷。?（3）車削錐度、圓弧和倒角時，必須在精車的前一程序段建立刀尖圓弧半徑補償，當精切結束時立即取消刀尖圓弧半徑補償。（4）刀尖圓弧半徑補償只能在G0或G1中給出，不能在G2和G3程序段給出。（5）G71—G76指令不執(zhí)行刀尖圓弧半徑補償。（6）刀尖圓弧半徑R值不能為負值，否則出錯。?（7）若在主程序和子程序中使用刀尖圓弧半徑補償，則在調子前必須取消刀尖圓弧半徑補償，在子程序中再次建立刀尖圓弧半徑補償。（8）在刀尖圓弧半徑補償中不允許有兩個連續(xù)的非移動指令，否則刀具會移動到前一程序段的終點位置停止，且產生過切削或欠切削現(xiàn)象。非移動指令包括：M指令、S指令、G04、G01（U0W0)等。?

可以看出：刀尖圓弧半徑補償?shù)氖褂靡腥齻€步驟即刀補建立、刀補執(zhí)行和刀補取消。通常刀補使用完程序結束前立即取消。五、刀尖圓弧半徑補償?shù)膽美}1、切削條件：前置刀架刀尖圓弧半徑值R=2mm理想刀尖位置號T=3?刀具補償設置界面應填寫內容（2）注意事項：在偏置取消模式下對刀，對完刀后通常Z軸要偏移一個刀尖半徑值，偏移的方向根據(jù)理想刀尖位置號和對刀點有關，否則在起刀時會過切一個刀尖半徑值。序號XZRT0130.150.123?（3）圖形和程序O0009;M3S600T0101;G0X100.Z100.;G42G0X0.Z3.;G1Z0.F200.;X16.;Z-14.;G2X28W-6R6F50;G1W-7;X32;Z-35;G40G0X100Z100;M05;M30;??數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質量和生產效率。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅動機床完成相應的運動。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的內容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學處理編寫程序文件制作控制介質程序校驗及試切數(shù)控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)構成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結束M02

4M03主軸正轉M03√M04主軸反轉M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉M97P_

M98子程序調用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√M23自定義開關2無效M23√9S主軸轉速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復使用；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結束標志。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運行加工程序之前，必須通過參數(shù)設置對機床和刀具進行調整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內容：①基本設置設置可修改的基本參數(shù)。②刀具設置設置刀具編號、類型和刀具補償?shù)葏?shù)。③軸參設置設置和查看坐標軸參數(shù)。④工件坐標設置設置G54—G59等工件坐標系的原點坐標。⑤PLC設置用于查看PLC緩沖區(qū)配置、PLC程序梯形圖及PLC程序指令流