任务3-1 普通盘类零件的车削加工 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 项目三 盘类零件的数控车削加工全国高职高专规划教材
技能型紧缺人才培养及“双证制”教改教材国家示范性高职院校建设项目成果 中国电子教育学会推荐教材 任务3-1 普通
盘类零件的车削加工 任务目标：
（1）掌握数控车床的系统操作设备与操作方法。 （2）掌握数控车床刀具的几何磨损补偿的设定。
（3）掌握数控车床刀具半径补偿的设定。 （4）掌握数控车床盘类零件的编程方法。任务引领：
制定如图3-1所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡，
并编写精加工程序。 图3-1 盘类零件实例 3.1.1 数控车床刀具的偏移 刀具的偏移是指车刀刀尖实际位置与编程位置存
在的误差。在编程时，一般以其中一把刀具为基准，并以该刀具的刀尖位置为基准来建立工件坐标系。这样，当其它刀位的刀具转到加工位置时，刀
尖的位置就会有偏差，原设定的工件坐标系对这些刀具就不适用，必须进行补偿。上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 （a）
（b）图3-2 刀具偏移 3.1.2刀具的几何磨损补偿 每把刀具在加工过程
中都有不同程度的磨损。因此应对由此而引起的偏移量ΔX、ΔZ进行补偿。这种补偿只要修改每把刀具相应存储器中的数值即可，即使刀尖位置B
移至位置A，如图3-3所示。 上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 图3-3 刀具的几何磨损补偿 3．1．3 刀具半径
补偿 在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考虑（即假想刀尖位置），但实际上刀尖部分是带有圆角的（如图所示） 。 上一页下一页
任务3-1 普通盘类零件的车削加工 我们编程时所指定的刀具轨迹就是假想刀尖的轨迹。在实际当中，以假想刀尖编程在加
工端面或外圆时没有误差，但在进行倒角、斜面、圆弧面切削时就会产生欠切或过切，造成零件加工精度误差（如图所示）。上一页下一页 任务3
-1 普通盘类零件的车削加工 G40：取消刀补，通常写在程序开始的第一个程序段及取消刀具半径补 偿的
程序段； G41：刀具左补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿左侧进给，使用该指令； G42：刀具右补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿
右侧进给，使用该指令。上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 采用刀尖半径补偿时，车刀形状不同，决定刀尖
圆弧所处的位置不同，刀具自动偏离要件轮廓的方向也就不同，前置刀架和后置刀架的刀尖位置也有一定区别。图3-8和图3-9所示为各种刀具
的假想刀尖位置及编号。当用假想刀尖编程时，假想刀尖号设为1～8；当用假想刀尖圆弧中心编程时，假想刀尖号设为0或9。加工时，需把代表
车刀形状和位置的参数输入到存储器中。上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 图3-8 前置刀架刀尖位置示意图图3-9 后
置刀架刀尖位置示意图 上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 使用刀具半径补偿需要注意的几个问题有：（1）刀具半径补偿的
加入 刀补程序段内必须有G00或G01功能才有效。而且偏移量补偿必须在一个程序段的执行过程中完成，并且不能省略。图3-10 表示
了刀具补偿的加入过程，若前面没有G41、G42功能，则可以不用G40，直接写入G41、G42即可。图3-10刀具半径补偿过程上一页
下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 （2）刀具半径补偿的执行 G41、G42指令不能重复规定使用，即在前面使用
了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G41或G42，
否则补偿就不正常了。 （3）刀具半径补偿的取消 在G41、G42程序后面，加入G40程序段即是刀具半径补偿的取消。图3-
11表示刀具半径补偿取消的过程。刀具半径补偿取消G40程序段执行前，刀尖圆弧中心停留在前一程序段终点的垂直位置上，G40程序段是刀
具由终点退出的动作。 上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 3．1．4 刀具补偿量的设定 对应每个刀具补
偿号，都有一组偏置量X、Z，刀具半径补偿量R和刀尖方位号T。一般情况下，可以通过面板上的功能键OFFSET来分别设定、修改并存入数
控系统中，如图3-12所示。图3-12 刀具补偿量的设定上一页下一页 任务3-1 普通盘类零件的车削加工 3．1．5 数控车床
系统操作设备 以FANUC数控车床系统为例，来介绍数控车床的系统操作设备，主要包括CRT/MDI（LCD/MDI）
单元、MDI键盘和功能键等组成。 图3-13 CRT/MDI（LCD/MDI）单元示意图图3-14 MDI键盘的布局示意图 思考题
（1）
如何建立或取消刀具半径补偿功能？（2）如何设置刀具半径补偿参数?（3）试述数控车床在实际切削之前，要进行哪些校验操作？任务目标：
（1）掌握
数控车床的系统操作设备与操作方法 。 （2）掌握数控车床的多种对刀方法 。 （3）了解数控车床避免碰撞的方法 。
（4）掌握复杂盘类零件的加工工艺及数控程序编制。任务引领：
采用锻造毛坯，材料为45号钢，制定如图3-26所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡
，并编写加工程序。 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 图3-26 复杂盘类零件上一页下一页 任务3-2 复杂盘类零件的
数控车削加工 3．2．1数控车床的对刀与找正 1．试切法对刀 由于试切法对刀不需要任何辅助
设备，所以被广泛地用于经济型低档数控机床中。其基本原理是通过每一把刀具对同一工件的试切削，分别测量出其切削部位的直径和轴向尺寸，来
计算出各刀具刀尖在X轴和Z轴的相对尺寸，从而确定各刀具的刀补量，具体参见本项目中的工件坐标系设定。 上一页下一页 任务3-2 复
杂盘类零件的数控车削加工 3．2．1数控车床的对刀与找正 2．测量法对刀（机外对刀－对刀仪对刀） 机外
对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间在X及Z方向的距离，即刀具X和Z向的长度。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好
，以便装上机床即可以使用。 图3-27机外对刀仪 上一页下一页 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 3．2．1数控车床的对刀
与找正 3．机内光学对刀法－ATC对刀 机内光学对刀法又简称为ATC对刀，是在机床上利用对刀显微镜自动
计算出车刀长度的一种方法。图3-29 光学对刀过程 上一页下一页 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 3．2．1数控车床的对
刀与找正 4．自动对刀 使用对刀镜作机外对刀或机内对刀，由于整个过程基本上还是手工操作，所以仍没有跳出手
工对刀的范畴。利用CNC装置自动、精确地测出刀具两个坐标方向的长度、自动修正刀具补偿值，并且不用停顿就接着开始加工工件，这就是刀具
检测功能，也叫自动对刀。 图3-30 刀尖检测测定原理上一页下一页 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 3．2．2数控车床
避免碰撞的方法 数控车床的价格一般为普通车床价格的5~10倍，一但发生碰撞。经济损失严重。这就要求编程人员和机床操作
者在工作中必须严谨、细致。 （a） 产生碰撞 （b）避免碰撞的方法图3-33 槽形工件产生碰撞的实
例 上一页下一页 任务3-2 复杂盘类零件的数控车削加工 3．2．3设定和显示数据 1．用功能键 POS 显示的画
面和参数设定 。 2．用功能键 PROG 显示的画面和参数设定。 3．用功能键 OFFSET SETING
显示的画面和参数设定。 4．用功能键 SYSTEM 显示的画面和参数设定。 5．用功能键显示的画面。图3
-34 功能键 POS 显示的画面思考题 （1）数控车削加工刀具的选择及安装应如何避免与工件发生干涉？（2）试述数控车床常用的对刀方法？（3）车削加工图3-48所示的法兰零件的右端面及外圆轮廓。材料为铸铁，毛坯为铸锻件。编制该零件的数控加工刀具、加工工序卡和加工程序，并在数控车床上模拟加工路线轨迹。 |
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