数控铣削编程与加工数控铣削编程与加工机械数控专业部机械数控专业部 陈树艳陈树艳图2-1 凸模板任务六 平面凸轮廓零件的加工学习目标学习目标l知识目标知识目标能够分析平面凸轮廓零件的加工工艺；能够分析平面凸轮廓零件的加工工艺；掌握刀具半径补偿指令的功能格式和使用方法；掌握刀具半径补偿指令的功能格式和使用方法；掌握刀具半径补偿指令在铣削编程中的应用；掌握刀具半径补偿指令在铣削编程中的应用；使用刀具半径补偿指令编写平面凸轮廓零件的程序使用刀具半径补偿指令编写平面凸轮廓零件的程序;能力目标能力目标能够系统的分析问题，逻辑地解决问题的能力；能够系统的分析问题，逻辑地解决问题的能力；情感目标情感目标团队合作的精神，互相学习，互相支持，能够欣赏团队合作的精神，互相学习，互相支持，能够欣赏和激励自己和别人的能力；和激励自己和别人的能力；学习目标学习目标l教学重点：刀具半径补偿指令的格式；左右教学重点：刀具半径补偿指令的格式；左右偏的判定方法；刀具半径补偿的意义；刀具偏的判定方法；刀具半径补偿的意义；刀具半径补偿指令在铣削编程中的应用；半径补偿指令在铣削编程中的应用；l教学难点：左右偏的确定，在编程实例中，教学难点：左右偏的确定，在编程实例中，刀具半径补偿的建立和取消；刀具半径补偿的建立和取消；重点难点重点难点1、刀具半径补偿的必要性、刀具半径补偿的必要性2、刀具半径补偿的概念、刀具半径补偿的概念3、刀具半径补偿左右偏的判定方法、刀具半径补偿左右偏的判定方法4、刀具半径补偿的指令格式、刀具半径补偿的指令格式5、刀具半径补偿指令的编程方法、刀具半径补偿指令的编程方法6、刀具半径补偿指令的应用技巧及注意问题、刀具半径补偿指令的应用技巧及注意问题任务六任务六 平面凸轮廓零件的加工平面凸轮廓零件的加工刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令1. 刀具半径补偿的必要性图2-1 凸模板轮廓复杂轮廓复杂刀具更换刀具更换刀具磨损刀具磨损简化编程简化编程引入刀具补引入刀具补偿功能偿功能1. 刀具半径补偿的必要性刀具半径补偿的必要性l数控系统在计算轮廓切削加工程序时是数控系统在计算轮廓切削加工程序时是“以刀具以刀具中心运动轨迹为编程轨迹中心运动轨迹为编程轨迹”来描述的；来描述的；l轮廓切削加工时，刀具中心运动轨迹与工件轮廓轮廓切削加工时，刀具中心运动轨迹与工件轮廓轨迹不重合，这就要求我们在实际加工中，必须轨迹不重合，这就要求我们在实际加工中，必须考虑刀具半径对工件轮廓尺寸的影响，因此，在考虑刀具半径对工件轮廓尺寸的影响，因此，在实际加工中，刀具中心的运动轨迹要与工件轮廓实际加工中，刀具中心的运动轨迹要与工件轮廓有一偏移矢量才能加工出符合要求的零件有一偏移矢量才能加工出符合要求的零件2. 刀具半径补偿概念及作用刀具半径补偿概念及作用2. 刀具半径补偿概念及作用刀具半径补偿概念及作用l刀具半径补偿功能的作用是把以刀具半径补偿功能的作用是把以刀具中心为编程轨迹转变为以工刀具中心为编程轨迹转变为以工件轮廓为编程轨迹件轮廓为编程轨迹,即要求数控系即要求数控系统根据程序中的工件轮廓和刀具统根据程序中的工件轮廓和刀具半径值，自动计算出刀具中心轨半径值，自动计算出刀具中心轨迹。迹。2. 刀具半径补偿概念及作用刀具半径补偿概念及作用 2. 刀具半径补偿概念及作用刀具半径补偿概念及作用 在数控铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀有一定的半径，所以刀具中心轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈（加工外轮廓时）或大了一圈（加工内轮廓时），为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀具半径补偿指令。刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 G40G40G40G40，G41G41G41G41，G42G42G42G42l G41 刀具半径补偿左补偿刀具半径补偿左补偿l G42 刀具半径补偿右补偿刀具半径补偿右补偿l G40 取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿3. 刀具半径左、右补偿的判断刀具半径左、右补偿的判断 3. 刀具半径左、右补偿的判断刀具半径左、右补偿的判断 G41与与G42的判断方法是：迎着垂直于的判断方法是：迎着垂直于补偿平面的坐平面的坐标轴的正方向，向刀具的移的正方向，向刀具的移动方向看方向看过去，当刀具去，当刀具处在切削在切削轮廓左廓左侧时，称，称为刀具半径左刀具半径左补偿，用，用G41表示；当刀具表示；当刀具在切削在切削轮廓的右廓的右侧时，称，称为刀具半径右刀具半径右补偿，用，用G42表示。表示。G41G42+Y+X3. 刀具半径左、右补偿的判断刀具半径左、右补偿的判断逆铣逆铣3. 刀具半径左、右补偿的判断刀具半径左、右补偿的判断刀具半径补偿刀具半径补偿G41G41，G42G42，G40G40v格式格式：X X Y Y D DG17G17G41G41G42G42G00G00G01G01执行刀补执行刀补X X Y Y X X Z Z Y Y Z Z G40G40G00G00G01G01取消刀补取消刀补X X、Y Y 值是建立补偿直线段的终点坐标值；值是建立补偿直线段的终点坐标值； D D 为刀补号地址，用为刀补号地址，用D00D00D99D99来指定，它用来调用内来指定，它用来调用内 存中刀具半径补偿的数值。存中刀具半径补偿的数值。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明 G00 G41 G00 G41 1 1） (G17) X_Y_D_;(G17) X_Y_D_; G01 G42 G01 G42 G00 G41 G00 G41 2 2） (G18) X_Z_D_;(G18) X_Z_D_; G01 G42 G01 G42 G00 G41 G00 G41 3 3） (G19) Y_Z_D_;(G19) Y_Z_D_; G01 G42 G01 G424. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明v G00vG40 X_Y; (X_Z_;) (Y_Z_;)v G014. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明l刀具半径补偿用刀具半径补偿用G17G17、G18G18、G19G19命命令在被选择的工作平面内进行补偿。令在被选择的工作平面内进行补偿。比如当比如当G17G17命令执行后，刀具半径补偿命令执行后，刀具半径补偿仅影响仅影响X X、Y Y轴的移动，而对轴的移动，而对Z Z轴没有作轴没有作用用。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明l刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G41G41或或G42G42只在只在G00G00和和G01G01模式下有效，不能在模式下有效，不能在G02G02和和G03G03模式下给出刀具半径补偿模式下给出刀具半径补偿G41G41或或G42G42，否则机床报警。，否则机床报警。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明lD_D_是刀具补偿号，其具体数值是刀具补偿号，其具体数值在加工或试运行前已设定在补偿在加工或试运行前已设定在补偿存储器中，存储器中，D_D_是续效代码。是续效代码。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明 铣削加工刀具半径补偿使用铣削加工刀具半径补偿使用G41/G42指令及其参数指令及其参数非零的非零的DXXDXX代码选择正确的刀具半径补偿寄存器号。代码选择正确的刀具半径补偿寄存器号。 编程时，使用编程时，使用D D代码（代码（D01D01D99D99）选择刀补表中对应的半）选择刀补表中对应的半径补偿值。地址径补偿值。地址D D所对应的偏置存储器中存入的偏置值通所对应的偏置存储器中存入的偏置值通常指刀具半径值。一般情况下，为防止出错，最好采用常指刀具半径值。一般情况下，为防止出错，最好采用相同的刀具号与刀具偏置号。相同的刀具号与刀具偏置号。 加工前加工前, 刀具补偿参数设定方法如下刀具补偿参数设定方法如下: 4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明 4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明 4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明l刀具半径补偿必须在程序结束刀具半径补偿必须在程序结束前前取消，否则刀具中心将不能回到取消，否则刀具中心将不能回到程序原点上；刀具半径补偿必须在程序原点上；刀具半径补偿必须在G00G00和和G01G01模式下取消，在模式下取消，在G02G02和和G03G03模式下机床将会报警。模式下机床将会报警。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明l取消刀具半径补偿除可以用取消刀具半径补偿除可以用G40G40指令外，还可以用指令外，还可以用D00D00指令，即指令，即”G00(G01)X_Y_D00;G00(G01)X_Y_D00;”也可以取消也可以取消刀具半径补偿。刀具半径补偿。4. 刀具半径补偿指令的格式及说明刀具半径补偿指令的格式及说明 刀具半径补偿的过程分三步，即刀补建立、刀补进刀具半径补偿的过程分三步，即刀补建立、刀补进行和刀补取消。行和刀补取消。 指刀具从起点接近工指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。迹偏离一个偏置量的过程。 该过程的实现必须有该过程的实现必须有G00或或G01功能才有效。功能才有效。刀补建立刀补建立刀具中心轨迹刀具中心轨迹刀具起始点刀具起始点建立补偿段建立补偿段编程轨迹编程轨迹编程轨迹编程轨迹r5. 刀具半径补偿指令的编程方法刀具半径补偿指令的编程方法 在在G41或或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。刀补进行刀补进行 刀具离开工件，刀具中心刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消，刀补的取过程称为刀补取消，刀补的取消用消用G40或或D00来执行。来执行。 刀补取消刀补取消编程轨迹编程轨迹刀具中心轨迹刀具中心轨迹刀补取消段刀补取消段r5. 刀具半径补偿指令的编程方法刀具半径补偿指令的编程方法如图所示，刀具半径补偿的过程的程序如下：如图所示，刀具半径补偿的过程的程序如下： : N10 G41 G01 X100.0 Y80.0 F100 D01； 刀刀补建立建立N60 G40 G00 X0 Y0； 刀刀补取消取消 N20 Y200.0；N30 X200.0； 刀补进行刀补进行N40 Y100.0；N50 X90.0； 5. 刀具半径补偿指令的编程方法刀具半径补偿指令的编程方法XY504050W（1010，1010）5. 刀具半径补偿指令的编程方法N10 M03S600G90 G54G0 X-10 Y-10Z5 N20 G1Z-2F100N30 G01 G42 X0 Y0 D01N40 X50N50 Y40N60 X40 Y50N70 X0 N80 Y0N90 G40 X-10 Y-10 刀具半径补偿建立 刀具半径补偿进行 刀具半径补偿取消6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题l刀具半径补偿除方便编程外，还可以用改刀具半径补偿除方便编程外，还可以用改变刀具半径补偿值大小的方法来实现同一程变刀具半径补偿值大小的方法来实现同一程序进行粗加工、精加工，故有：序进行粗加工、精加工，故有：l粗加工刀补值粗加工刀补值=刀具半径刀具半径+精加工余量精加工余量l精加工刀补值精加工刀补值=刀具半径刀具半径+修正量修正量(若刀具尺寸若刀具尺寸准确或零件上下偏差相等，修正量为零准确或零件上下偏差相等，修正量为零)应应用用技技巧巧l刀具半径补偿偏移量可以取正刀具半径补偿偏移量可以取正值，也可以取负值；值，也可以取负值；l当当G41G41的半径补偿偏移量取负值时的半径补偿偏移量取负值时则为右补偿，则为右补偿，l当当G42G42的半径补偿偏移量取负值时的半径补偿偏移量取负值时则为左补偿，即则为左补偿，即G41G41和和G42G42可以通过可以通过偏移量取值的正负互相取代；偏移量取值的正负互相取代；6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题应应用用技技巧巧6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题应应用用技技巧巧l一般情况下刀具半径补偿号一般情况下刀具半径补偿号要在刀补取消后才能变换，如果要在刀补取消后才能变换，如果在补偿方式下变换补偿号，当前在补偿方式下变换补偿号，当前句的目标点的补偿量将按照所换句的目标点的补偿量将按照所换补偿号的新值给定，而当前句开补偿号的新值给定，而当前句开始点补偿量则不变。始点补偿量则不变。6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题l若刀具半径补偿所在的程序段若刀具半径补偿所在的程序段之后的之后的两个连续程序段两个连续程序段中轴的移中轴的移动都为动都为Z Z轴移动，补偿照常进行，轴移动，补偿照常进行，但将发生过切而机床不会发出报但将发生过切而机床不会发出报警信号。如下列程序段将产生过警信号。如下列程序段将产生过切：切：6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题lG00 Z100.0;G00 Z100.0;lG41X88.0Y85.0D01;G41X88.0Y85.0D01;lZ10.0;Z10.0;lG01Z-5.0F50;G01Z-5.0F50;6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题l加工半径小于刀具半径的内加工半径小于刀具半径的内圆弧时，将发生过切，此时机床圆弧时，将发生过切，此时机床报警并停止在将要过切语句的起报警并停止在将要过切语句的起始点上，所以加工内圆弧时应有始点上，所以加工内圆弧时应有“过渡圆角过渡圆角R R刀具半径刀具半径r+r+精修精修余量余量t t”；6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题l铣削槽底宽小于刀具半径的铣削槽底宽小于刀具半径的零件时，因为刀具半径补偿使刀零件时，因为刀具半径补偿使刀具中心运动轨迹向编程路径反方具中心运动轨迹向编程路径反方向运动，所以会产生过切向运动，所以会产生过切（如下（如下图所示）图所示） 。6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题l在补偿模式下使用无坐标轴在补偿模式下使用无坐标轴移动类指令，如果无坐标轴移动移动类指令，如果无坐标轴移动类指令导致两个或两个以上的语类指令导致两个或两个以上的语句没有坐标轴移动，将会出现过句没有坐标轴移动，将会出现过切的危险。无坐标轴移动语句大切的危险。无坐标轴移动语句大致有以下几种：致有以下几种：6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题l1 1） M05M05；l2 2） G04X1.0G04X1.0；l3 3） G90G90；l4 4） G91X0G91X0；l5 5） G91G91（G17G17）Z2000Z2000；l6 6） S1000S1000；6. 刀具半径补偿应用技巧及注意问题使使用用注注意意问问题题7.刀具半径补尝编程练习刀具半径补尝编程练习1、刀具半径补偿的必要性、刀具半径补偿的必要性2、刀具半径补偿的概念、刀具半径补偿的概念3、刀具半径补偿左右偏的判定方法、刀具半径补偿左右偏的判定方法4、刀具半径补偿的指令格式、刀具半径补偿的指令格式5、刀具半径补偿指令的编程方法、刀具半径补偿指令的编程方法6、刀具半径补偿指令的应用技巧及注意问题、刀具半径补偿指令的应用技巧及注意问题小结