数控车削刀具补偿及产品精度实验

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1、实验七数控车削刀具补偿与产品精度实验一、实验目的及要求1.了解提高刀具的寿命和降低加工表面的粗糙度方法。2.掌握在进行数控车削的编程和加工过程中，对由于车刀刀尖圆角产生的误差进行补偿，加工出高精度的零件的方法。二、实验内容1.车刀刀尖圆角引起加工误差的原因。2.消除车刀刀尖圆角所引起加工误差。三、实验设备1.数控车床一台。2.刀架和卡盘扳手。3.加工用材料：ф50×80铝棒。4.偏刀一把。四、实验概述1.车刀刀尖圆角引起加工误差的原因在实际的加工过程当中所用的车刀的刀尖都是一个半径不大的圆弧形状（如图7

2、-1所示），而在数控车削编程过程中，为了编程方便，常把刀尖看作为一个，即所谓假想刀尖（图7-1中的P点）。图7-1假想刀尖和刀具圆角图7-2刀具圆角造成的少切和过切在上述情况下，用刀尖圆角的车刀车削端面.外径.内径等与轴线平行的表面时，不会产生误差，但是在进行倒角.锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象（如图7-2所示）。2.车刀刀尖的假想刀尖半径补偿注意事项：（1）G41.G42指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段，可以与G00和G01指令写在同一个程序段内，在这个程序段的下一个程序段点位置，与程

3、序中刀具路径垂直的方向线过刀尖圆心。（2）必须用G40指令取消刀尖半径补偿，在指定G40程序段的前一个程序段的终点位置，与程序中刀具路径垂直的方向线过刀尖圆心。（3）在使用G40或G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序终点的垂直位置停止，且产生过切或欠切现象，如图7-2。（4）切断端面时，为了防止在回转中心不部位留下欠切削的小锥，如图所示，在G42指令开始的程序段刀具应达到A点位置，且ZB>R；（5）加工终端接近卡爪或工件的端面时，指令G40为了防止卡爪或工件的端面被切，如图

4、所示应在B点指定G40，且ZB>R；（6）如图所示，想在工件阶梯端面指定G40时，必须使刀具沿阶梯端面移动到F点，再指定G40，且XA>R；在工件端面，开始刀尖半径补偿，必须在A点指定G42，且ZA>5R；开始切圆弧时，必须从B点开始加入刀尖半径补偿指令，且XB>R；（7）在手动输入中不用刀尖半径补偿；（8）在加工比刀尖半径小的圆弧内侧时，会产生报警；3.消除车刀刀尖圆角所引起加工误差消除车刀刀尖圆弧所引起加工误差的前提条件是：要确定刀尖圆弧半径。由于在数控车削中一般都使用可转位刀片，每种刀片的型号，对

5、应刀片的刀尖圆角半径即可确定。1.车床不具备自动补偿功能时的补偿办法当数控车床不具备刀具半径自动补偿功能G41,G42时，可用以下两种方法来消除加工误差（1）按假想刀尖轨迹编程用带刀尖圆角的车刀加工锥面如图7-3（a）所示，若假想刀尖P沿工件轮廓AB移动（即P1与AB重合），并按AB尺寸编程，则必然会产生ABCD的残留误差。为此，如图3（b）所示，将车刀的切点移至AB，并沿AB移动。从而避免了残留误差。此时假想刀尖的轨迹为P3P4，它与轮廓AB在X向相差X,在Z向相差Z,设刀尖圆角半径为R，锥面与轴线的

6、夹角为Q,不难求得：，由于X,Z的存在，可直接按假想刀尖轨迹P3P4的坐标值编程。图7-3用带刀尖圆角的车刀加工锥面用带刀尖圆角的车刀加工圆弧，加工圆弧表面的编程原理与加工锥面基本相似。如图7-4所示，为加工1/4凸.凹圆弧表面的情况。社刀尖圆角半径为r，圆弧AB（实线）为工件轮廓，半径为R，圆心O，刀具与圆弧轮廓起.终点的切削点分别为A与B，因此对应的假想刀尖为P1和P2，圆弧（虚线）为假想刀尖的轨迹，圆心为O′,在图7-4（a）凸圆的加工情况下，其半径为（R+r）,在图7-4（b）凹圆加工情况下，其

7、半径为（R-r）。用假想刀尖轨迹编程时，按图中虚线所示的圆参数进行编程。5图7-4有圆角刀具车削凹凸圆弧（2）按刀尖圆角中心轨迹编程当机床不具备刀具半径自动补偿指令G41,G42时，除可用上述假想刀尖轨迹数据编程方法外，还可用刀尖圆角中心轨迹编程方法。如图5所示的手柄零件由三段圆弧组成，可用虚线所示的三段圆弧编程。车刀刀尖圆角半径为r,则O1圆弧的半径为（R1+r），O2圆弧的半径为（R2+r），O3圆弧的半径为（R3-r），三段圆弧的终点坐标由等距圆关系不难取得.上述用假想刀尖轨迹和刀尖圆角中心轨迹编

8、程方法的共同缺点是：当车刀刀头圆角中心轨迹编程方法的共同缺点是：当车刀刀头磨损或重磨时，需要新计算编程参数值，否则会产生误差。图7-5刀尖圆角中心轨迹编程2.车床具备自动补偿功能时的补偿办法当机床具备刀具半径补偿功能G41.G42时，可运行用刀具半径补偿功能消除加工误差。（1）所用指令1）为了进行车刀刀尖圆角半径补偿，需要使用以下指令：²G40：取消刀具半径补偿。即按程序路径进给；²G41：左偏刀具半径补偿。按程序路径前进方向，刀具偏在零件