数控车手工编程中刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别.doc

数控车手工编程中刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别摘 要本文提出了一种在数控车手工编程中正确选用左刀补和右刀补指令的简便方法，并给以验证。关键词数控车手工编程刀尖圆弧半径左补偿刀尖圆弧半径右补偿一、引子手工编程从图样分析、工艺处理、数值计算，编写程序单、制作控制介质、程序校验都是由手工来完成，对于零件形状不太复杂或数控程序不太长时，采用手工编程方便、经济，这种方法比较简单而且在先进的自动编程中许多重要的经验都来源于手工编程，因为对机床操作人员来讲必须要掌握手工编程。数控编程中，刀尖圆弧半径补偿指令分为左刀补G41和右刀补G42，正确选用G41和G42需要在三维坐标系内分析和判断，由于数控车床是二维加工，在教学过程中，由于技校学生普遍存在基础差、知识水平低，学生在Y轴引入和左右补偿判断的过程中容易摘混淆，不容易掌握，本文提出了一种数控车手工编程中正确选用G41和G42的简便方法，这样方法不需要考虑Y轴，甚至不需要考虑坐标系，操作简便，学生易懂，且不容易出错。在实践教学过程中，该方法的应用取得了良好的教学效果，该方法的提出对于初学者及熟练操作者都有重要的指导作用，有利于缩短编程时间，提高劳动效率，以及提高机床的利用率。二、常规判别方法编程时，刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判断如图1所示，向着Y轴的负方向并沿刀具的移动方向看，当刀具处在加工轮廓右侧时，称为刀尖圆弧半径左补偿，用G41表示；当刀具处在加工轮廓右侧时，称为刀尖圆弧半径右补偿，用G42表示。 （a）后置刀架 (b) 前置刀架图1：G41、G42的判定数控车是两坐标机床，只有X和Z轴，判别刀尖圆弧半径左、右补偿时应按右手笛卡尔坐标系，先判别出Y轴的方向，然后沿正Y向负Y方向观察刀具所处的位置，这样才能正确判定ZX平面上G41和G42。这种常规方法通用于数控机床的编程，是利用右手定则结合看垂直坐标平面的第三轴方向来进行的，该方法的优点是思路严密逻辑性强。缺点是是步骤多，不易操作，对于只有两坐标轴的数控车床来讲，第三坐标的引入及左、右补判断相对费时又易出错，特别是对于初学者来讲很难理解，加工情况相同时，前置刀架和后置刀架对刀补偏置方向却不相同；同一个工件轴线上面和轴线下面刀具与工件位置不同而所用指令却相同。三、简便方法实践证明，我们在实际生产过程中，可以不考虑右手笛卡尔坐标系，直接看零件图就知道该用什么刀补偿尖圆弧半径指令。刀尖圆弧半径补偿偏置方向判断的简便方法：在编程时采用图样Z轴上半部分轮廓来判断，沿着刀具运动方向看，当刀具在工件右侧时为G42，当刀具在工件左侧时G41。 Z图2刀尖圆弧半径补偿偏置方向的简易判断：应用实例：加工图件如图3所示，根据简便方法我们看轴线上面的外圆加工路径ABCDE，这时刀具在工件的右侧，精加工时取刀尖半径右补偿。 图3该方法既无须考虑刀架前置还是后置，更不要考虑坐标系及其正负方向的问题，非常简便、易学、易记，更重要的是不容易出错。四、简便方法的验证1、对于后置刀架根据右手定则，在简便方法基础上添加笛卡尔坐标系，如图4所示。首先根据简便方法，我们看轴线上方的加工路径，加工外圆时为G42，加工内径时为G41，根据常规方法，沿正Y向负Y向ZX平面看，加工外圆为G42，加工内孔为G41，因此，我们可知：对于后置刀架，用简便方法和用常规方法作出的判断结果相同。图（4）2、对于前置刀架根据简便方法，我们只看轴线上面的加工路径来判定所需指令（如图2），用常规方法判别需根据右手定则建立笛卡尔坐标系如图1（b），然后沿Y轴负向看，所看到的是轴线下面的加工路径，如下图5所示，数控车所加工的工件轴线上下部分完全对称。所以，可将图5所示工件X轴同时绕Z轴旋转180后与后置刀架的判别方向相同，前面已经证明后置刀架简便判别方法与常规判别方法结果一致。所以，我们可以推断出前置刀架简便判别方法与常规判别方法结果是一致的。 图53、结论经上述两种情况的验证，说明无论是前置刀架还是后置刀架，无论是车外圆还是车内孔，简便方法的判别结果与常规方法判别结果相同，但简便方法能作出更加快速而又准确的判断。由于当前一般数控方面书籍都只介绍了常规判别方法，操作起来费时费力还容易出错，本文提出的简便判别方法不再借助右手比划三维坐标系，舍弃了第三轴的方向问题，该判别方法操作简单