刀尖圆弧半径补偿编程.docx
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刀尖圆弧半径补偿编程
数控车床刀尖圆弧半径补偿编程教案
科目
数控车床加工技术
课时
1课时
课题
数控车床刀
尖圆弧半径补偿编程
授课班级
12数控1班
教
学
目
标
知识目标
1、了解刀尖圆弧对工件加工的影响。
2、掌握刀尖圆弧半径补偿的定义、偏置方向的判别。
3、掌握刀尖圆弧半径补偿的指令格式与补偿过程。
4、了解数控车床常用车刀的刀沿位置及参数设置。
能力目标
1、在足够了解刀尖圆弧半径补偿和补偿过程的基础上，完成工件精加工程序的编制。
情感目标
1、通过了解刀尖圆弧半径补偿，提升学生对数控编程与加工的理解，为以后的教学做一个很好的铺垫。
教学重点
1、掌握刀尖圆弧半径补偿的定义、偏置方向的判别。
2、掌握刀尖圆弧半径补偿的指令格式与补偿过程。
3、了解数控车床常用车刀的刀沿位置及参数设置。
教学难点
1、理解假想刀尖与实际刀尖与圆弧圆心的关系。
2、了解为什么刀尖圆弧会对工件加工的影响。
教
学
内
容
分
析
数控车床加工技术是数控班级的专业主修课程。
在上堂课中我们学习了台阶、锥度、圆弧的编程。
本节课在以前的基础上新增了刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，通过本节课的内容让学生理解刀尖圆弧半径补偿的功能及作用，并利用圆锥轴类零件的编程，让学生掌握刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。
教
学
对
象
分
析
教学对象为数控专业二年级的学生，在以前的学习中他们已经开设过数控机床的编程于操作、数控初级与中级培训。
教
学
组
织
全班同学人数44人，每组设组员2人。
每组完成一个工件程序的编制。
教学过程
教学环节
教学内容
学生活动
复
习
回
顾
复习：
1、根据上堂课的内容将图纸零件进行程序编制。
学生编程
导
入
新
课
导
入
新
课
一、刀尖圆弧对工件加工的影响
老师：
同学们，见过外圆车刀吗？
在哪见过？
老师：
车刀的刀尖是尖吗？
老师：
请看下图，任何一把尖形车刀都会带有一定的刀尖圆弧，那么，请问刀尖带有半径不大的圆弧是起什么作用？
图1刀尖放大图
图2假想刀尖示意图
学生回答
学生看图
思考回答
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
新
课
讲
授
老师：
黑板上的程序是用假想刀尖,按工件轮廓尺寸而编制的，然而我们实际的刀尖是带有一段很小的圆弧，那么在加工过程中对零件的精度是否有影响？
有哪些影响？
请看图讨论刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。
图3（a）加工端面、台阶假想刀尖轨迹误差
解答：
加工台阶或端面时，对加工表面的尺寸和形状影响不大，但在端面的中心位置和台阶的清角位置会产生残留误差。
图3（b）加工圆锥面假想刀尖轨迹误差
解答：
加工圆锥面时，对锥度不会产生影响，但会产生明显的位置误差。
图3（c）加工圆弧假想刀尖轨迹误差
解答：
加工圆弧时，会对圆弧的圆度和圆弧半径产生影响。
会产生过切和欠切的现象。
刀尖圆弧半径补偿的目的：
编制加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图4所示的P点就是假想刀尖。
该点也是编程时与工件尺寸相一致的。
然而实际切削时起作用的切削点是圆弧的A点和B点，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。
很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不同的点，所以在进行数控车削的编程和加工过程中，必须对车刀刀尖圆弧产生的误差进行补偿，才能加工出高精度的工件。
P
B
A
图4假想刀尖放大图
那么在编程过程中如何实现刀尖圆弧半径补偿，这是这次课的重点内容。
二、刀尖圆弧半径补偿
1.编程指令及编程格式
老师：
请学生到黑板上写出编程指令的格式
指令格式：
G41/G42G00/G01X_Z_F_;
G40G00/G01X_Z_F_；
老师：
请学生说出指令中各指令及地址符的含义。
其中G41、G42为刀具半径左右补偿；G40为取消刀具半径补偿；X、Z为建立/取消刀具半径补偿直线段的终点坐标；F为进给速度。
2.刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判定：
数控车床不管是后置刀架结构还是前置刀结构，
其外圆表面自右向左进行切削时，应是G42右补偿。
其内圆表面自右向左进行切削时，应是G41左补偿。
图5刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别
举例判断下图：
图6判断车刀的偏置方向
3.刀尖圆弧半径补偿的定义
把带有刀尖圆弧的车刀的刀位点从假想刀尖移至刀尖圆弧的圆心。
为了确保工件轮廓形状，加工时刀尖圆弧的圆心运动轨迹应与工件的轮廓偏置一个半径值，这种偏置称为刀尖圆弧半径补偿。
4.刀尖圆弧半径补偿过程
老师：
请问刀尖圆弧半径补偿在程序中如何体现？
补偿的过程又有哪几步？
图7刀尖圆弧半径的补偿过程
刀补的建立：
车刀圆弧刃的圆心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。
刀补的使用：
进入补偿模式，此时车刀圆弧刃的圆心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。
刀补的取消：
刀具离开工件，车刀圆弧刃的圆心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程，通过指令G40来执行。
注：
偏置量的大小由刀尖圆弧半径值决定！
！
3、刀具刀沿位置及补偿值设定
数控车床在进行加工时程序中有刀尖圆弧半径补偿指令还不够，还要在已知刀尖圆弧半径的情况下，将刀尖圆弧半径的值输入到数控系统中，这样才能通过刀尖圆弧半径补偿指令，对误差进行补偿。
1.确定外圆车刀刀具切削沿位置（即刀具的刀尖形状在刀具切削沿的位置）
图8（a）刀尖圆弧位置的选择
2.刀具补偿的设定
图8（a）刀尖圆弧半径补偿量设定的位置页面
4、执行刀补指令应知道与注意：
（1）、当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。
（2）、执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。
即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。
（3）、刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且在G00或G01程序行上实施。
（4）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。
（5）、当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。
（6）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。
【课堂小结】
1、对本次课程进行简单的总结。
经过本节课的讲解，同学们了解了车刀刀尖圆弧半径对加工工件的影响，学会判断偏置的方向，掌握切削沿位置的选择，灵活使用刀尖圆弧半径补偿。
2、对本次任务活动中表现优异的同学予以肯定与表扬。
本节课各位同学表现非常好，也很认真，希望再接再厉；希望全体同学每一天每一节课都要有目标有努力的方向，每天都有收获。
【板书设计】
数控车床刀尖圆弧半径补偿编程
1、刀尖圆弧对工件的影响
2、刀尖圆弧半径补偿
1.指令3.补偿的过程（三步）
2.判别方向
三、刀具刀沿位置及补偿值设定
四、执行刀补指令应注意
【课后作业】
1、使用刀尖圆弧半径补偿对下图进行程序的编制。
小组讨论
学生思考
回答
做好笔记
学生回答
学生
听讲
记录
学生看书
学生回答
学生理解
记录
学生判断
学生记录理解
学生
讨论
学生回答
学生理解
学生
听讲
学生看图
理解
学会判断切削沿位置
学生听讲
理解
学生听讲记录理解
学生听讲
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