第八章數(shù)控車公差及刀尖圓弧半徑和數(shù)控機(jī)床編程及加工

公差的處理刀尖圓弧半徑的補(bǔ)償?公差的處理實(shí)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(biāo)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(bǔ)償一、刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括三部分內(nèi)容。1、刀具位置補(bǔ)償2、刀具磨損補(bǔ)償3、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。刀具位置補(bǔ)償已在對刀操作中實(shí)現(xiàn)，它的目的就是建立工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的聯(lián)系，使刀位點(diǎn)、工件坐標(biāo)系原點(diǎn)和機(jī)床建立嚴(yán)格的位置關(guān)系。刀具使用過程會(huì)產(chǎn)生磨損，致使工件尺寸發(fā)生變化，因此刀具磨損需要補(bǔ)償。刀具?磨損補(bǔ)償相當(dāng)于位置補(bǔ)償，其實(shí)質(zhì)是位置發(fā)生了變化。二、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)脑虻都鈭A弧半徑補(bǔ)償是由于理想刀尖形狀和實(shí)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(dǎo)致的一種刀具的位置補(bǔ)償。又因?yàn)榈都鈭A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(bǔ)償也是多樣性的。因此刀尖圓弧半徑補(bǔ)償與切削方式有一一對應(yīng)的關(guān)系，必須逐條學(xué)習(xí)。下面就從理想刀尖形狀和實(shí)際刀尖形狀入手來認(rèn)識(shí)一下刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)闹匾院捅匾?。用?shí)際刀尖切削工件不進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)工件的輪廓形狀見下圖。?理想刀尖形狀和實(shí)際刀尖形狀?a)圖為切削外圓柱和斷面并無誤差產(chǎn)生。

b)圖為切削錐面則會(huì)產(chǎn)生欠切削現(xiàn)象。?c)圖為切削外凸圓弧時(shí)的欠切削現(xiàn)象。

d)圖為切削凹圓弧時(shí)則會(huì)產(chǎn)生欠切削現(xiàn)象。?結(jié)論：1、車削時(shí)實(shí)際起作用的切削刃是刀尖圓弧上的各切點(diǎn)，這樣在兩軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)引起加工表面的形狀誤差。車內(nèi)外圓柱、斷面時(shí)不會(huì)產(chǎn)生形狀誤差。2、車錐面、倒角或圓弧時(shí)，由于兩軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則會(huì)造成欠切削或過切削的現(xiàn)象，一定會(huì)產(chǎn)生形狀誤差。?采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，刀的運(yùn)動(dòng)軌跡指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圓弧中心位置的運(yùn)動(dòng)軌跡。編程者以理想刀尖按工件輪廓編程，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀心軌跡，完成刀尖軌跡的偏置。執(zhí)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后，刀具會(huì)自動(dòng)偏移工件輪廓一個(gè)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(bǔ)償?三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ都鈭A弧半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ǚ譃閮蓚€(gè)部分：1、在程序中輸入刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令。2、在機(jī)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(shí)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(guān)?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(bǔ)償量在機(jī)床上通過刀具補(bǔ)償設(shè)置界面來設(shè)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(nèi)圓、內(nèi)錐、內(nèi)圓弧用T=2（右偏刀）刀具補(bǔ)償設(shè)置界面圖?四、刀尖圓弧半徑補(bǔ)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(bǔ)償。G42----對前置刀架是左補(bǔ)償。判別方法—沿著刀具的運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的左側(cè)稱為左補(bǔ)償。判別方法—沿著刀具的運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的右側(cè)稱為右補(bǔ)償。?刀尖圓弧半徑補(bǔ)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(bǔ)償。G42----對后置刀架是右補(bǔ)償。G41/G42G00/G01X(U)--Z(W)--；是建立刀補(bǔ)程序段。/----表示二者選其一。G40G00/G01X(U)--Z(W)--；是取消刀補(bǔ)程序段。/----表示二者選其一。3、注意事項(xiàng)：（1）后置刀架的G41、G42的補(bǔ)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(shí)，必須在精車的前一程序段建立刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，當(dāng)精切結(jié)束時(shí)立即取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。（4）刀尖圓弧半徑補(bǔ)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(bǔ)償。（6）刀尖圓弧半徑R值不能為負(fù)值，否則出錯(cuò)。?（7）若在主程序和子程序中使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，則在調(diào)子前必須取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，在子程序中再次建立刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。（8）在刀尖圓弧半徑補(bǔ)償中不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具會(huì)移動(dòng)到前一程序段的終點(diǎn)位置停止，且產(chǎn)生過切削或欠切削現(xiàn)象。非移動(dòng)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(bǔ)償?shù)氖褂靡腥齻€(gè)步驟即刀補(bǔ)建立、刀補(bǔ)執(zhí)行和刀補(bǔ)取消。通常刀補(bǔ)使用完程序結(jié)束前立即取消。五、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用例題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(bǔ)償設(shè)置界面應(yīng)填寫內(nèi)容（2）注意事項(xiàng)：在偏置取消模式下對刀，對完刀后通常Z軸要偏移一個(gè)刀尖半徑值，偏移的方向根據(jù)理想刀尖位置號和對刀點(diǎn)有關(guān)，否則在起刀時(shí)會(huì)過切一個(gè)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(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)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(zhì)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(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(jì)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(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)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(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)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(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)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(jìn)行有關(guān)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(cuò)編譯等。每一個(gè)工件程序由若干個(gè)程序段組成；每一個(gè)程序段完成一個(gè)加工步驟；每一個(gè)程序指令有程序段號和若干個(gè)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(fù)使用；最后一個(gè)程序段由指令代碼M02作為程序結(jié)束標(biāo)志。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運(yùn)行加工程序之前，必須通過參數(shù)設(shè)置對機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進(jìn)行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設(shè)置設(shè)置可修改的基本參數(shù)。②刀具設(shè)置設(shè)置刀具編號、類型和刀具補(bǔ)償?shù)葏?shù)。③軸參設(shè)置設(shè)置和查看坐標(biāo)軸參數(shù)。④工件坐標(biāo)設(shè)置設(shè)置G54—G59等工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)。⑤PLC設(shè)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