数控车刀补技术

明确数控车床刀补的基本概念，理解为什么要进行位置补偿和刀尖圆弧半径补偿，掌握刀补指令的应用。

（一）旧课复习内容：

      数控车床的坐标系、数控车床基本指令（5分钟）

（二）新课教学知识点与重点、难点： 

第1节  数控车床刀具补偿

   一、刀具补偿的概念（理解）

二、刀具补偿的种类

位置、磨损、形状补偿的概念（理解）

三、刀具的偏置补偿

 补偿值的获得－对刀（理解）

 T指令的应用（重点、掌握）

四、刀尖圆弧半径补偿

        G41、G42、G40指令（难点、掌握）

第2节  换刀程序编写

一、关于参考点操作的指令

G27、G28、G29（理解）

二、换刀程序编制（重点） 

                     2.3  数控车床刀补与换刀技术

第1节  数控车床刀具补偿

一、刀具补偿的概念

刀具补偿：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。

二、数控车床的刀具补偿种类

　　数控车床的补偿功能是其主要功能之一，它分为两大类：

刀具的位置补偿(亦称刀具尺寸补偿、轮廓补偿、偏置补偿)；

刀尖圆弧半径补偿。

这两类功能主要是用来补偿刀具实际安装位置和实际刀尖圆弧半径与理论编程位置和刀尖圆弧半径之差的一种功能。

数控车床的刀具位置补偿包括刀具的几何补偿和磨损补偿。

为了提高刀具强度和工件表面加工质量，延长刀具寿命，通常将车刀刀尖磨成圆弧状。在车削过程中，刀尖圆弧半径中心与编程轨迹会偏移一个刀尖圆弧半径值，用指令来补偿这种偏置功能，称为刀具半径补偿。这样，在编制程序时，不需要重新计算刀尖半径中心轨迹，只要按照工件轮廓编程即可。

三、 刀具偏置补偿

　　机床的原点和工件的原点是不重合的，也不可能重合。加工前首先安装刀具，然后回机床参考点，这时车刀的关键点(刀尖或刀尖圆弧中心)处于一个位置，随后将刀具的关键点移动到工件原点上(这个过程叫对刀)。刀具偏置补偿是用来补偿以上两种位置之间的距离差异的，有时也叫做刀具几何偏置补偿，如图2.3.1所示。

　　刀具偏置补偿分为两类：一类是刀具几何偏置补偿，另一类是刀具磨损偏置补偿。刀具磨损偏置补偿用于补偿刀尖磨损量，如图2.3.2所示。

图2.3.1  刀具偏置

图2.3.2  来自刀具磨损偏置的刀具几何补偿偏置

刀具偏置通常由T代码指定。在FANUC 0i系统中，T代码指定有两种方式，一种是2位数指令，另一种是4位数指令。

2位数指令是指T地址后面跟两位数字，第一位数字表示刀号，第二位数字表示刀具磨损和刀具几何偏置号。

4位数指令是指T地址后面跟四位数字，前两位数字表示刀号，后两位数字表示刀具磨损和刀具几何偏置号。

四、车刀刀尖半径补偿

数控车床是以刀尖对刀的，加工时所选用车刀的刀尖不可能绝对尖，总有一个小圆弧，如图2.3.3所示。对刀时，刀尖位置是一个假想刀尖A，编程时，按照A点的轨迹进行程序编制，即工件轮廓与假想刀尖A重合。车削时，实际起作用的切削刀刃是圆弧与共建轮廓表面的切点。

图2.3.3  假想刀尖

当车锥面时，由于刀尖圆弧R的存在，实际车出的工件形状就会和零件图样上的尺寸不重合，如图2.3.4所示。图中的虚线即为实际车出的工件形状，这样就会产生圆锥表面误差。

G40--取消刀具半径补偿，按程序路径进给。

G41--左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。

G42--右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。

G41、G42、G40指令只能与G00、G01结合编程，通过直线运动建立或者取消刀补，它们不允许与G02、G03等指令结合编程，否则将会报警。

假想刀尖的方位是由切削时刀具的方向所决定的，FANUC 0i用0～9来确定假想刀尖的方位，如图2.3.5所示。

图2.3.5  假想刀尖方位

经刀尖圆弧半径补偿后的正确路线：

                   图2.3.6 尖圆弧半径补偿后加工效果

第二节  换刀程序编写

G27、G28、G29.  ----- 参考点控制

⑴格式：

G27 X... Z... T0000 ;     回指令参考点检验

G28 X... Z... T0000 ;     经指令中间点再自动回参考点

G29 X... Z... ;          从参考点经中间点返回指令点

⑵各指令功能：

G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。

X Z 值指机床参考点在工件坐标系的绝对坐标值.

G27  X200.345  Z458.565

执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。

执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。 

说明：

(1). 使用G27、G28指令前要求机床在通电后必须 (手动) 返回过一次参考点。

(2). 使用G27、G28指令时，必须预先取消刀补量(用T0000 )，否则会发生不正确的动作。

(3). G27、G28、G29指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。

(4). G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不须计算。  

结合生产实际，用实物、图表直观教学

在操作过程中进行讲授

实训中心实操

授课中在生产现场结合实物讲解

1、 刀补概念是数控车削中的重点和难点，要完整加工一个工件，一般情况下都需要多个车刀，标刀之外的其它车刀如何对刀，如何建立位置刀补非常重要，是能否正确加工出工件的关键。而刀尖圆弧半径补偿是能否加工出正确尺寸的工件的关键。首先要理解这两类刀补的概念，将有助于掌握对刀操作，明白对刀操作的含义。

2、要理解左刀补和右刀补的判断方法，注意前置车刀和后置车刀之间的区别和联系。

1、什么是刀具补偿？数控车床上一般应考虑哪些刀具补偿？ 

2、在程序中如何实施刀具位置的补偿？ 

关于刀补的编程不难，难点在于理解其概念，在理解概念的基础上掌握对刀操作的方法和步骤，概念部分采取多媒体教学方式，对刀采用现场教学方式。