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浅析数控加工中刀具半径补偿功能的运用平顶山工业职业技术学院 郑运廷 张君摘要：阐述了刀具半径补偿的作用、刀具补偿值的建立及使用时的注意事项，并结合刀补原理如何正确编制加工程序。关键词：刀具补偿值；编程；数控加工随着我国加工制造业的迅猛发展，数控加工技术得到空前广泛的应用，数控机床的运行必须按事先编制好的加工程序运行。因此，程序编制的质量将直接影响到加工零件的质量要求。对数控铣床等使用带有半径的刀具的机床，为简化计算，其编程往往要以刀具中心为编程轨迹，但计算各轨迹基点又会带来大量的、复杂的计算过程。数控装置大都具有刀具半径补偿功能，这为程序编制提供了方便。刀具补偿是数控机床上重要的功能,合理使用刀具补偿功能在数控加工中有着非常重要的作用。那么，如何灵活、合理地运用刀补值，并根据刀补原理如何正确编制数控加工程序呢？下面就对这些问题作简单分析。一、刀具半径补偿的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（刀心）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。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具半径值输入数控系统中，执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。二、刀具半径补偿的建立数控铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿，分别用G41和G42定义。根据ISO标准，沿刀具前进方向当刀具中心轨迹位于零件轮廓右边时，称为刀具半径右补偿，反之称为刀具半径左补偿，当不需要进行刀具半径补偿时，则用G40取消刀具半径补偿。 刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点(起刀点位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近)以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏一个刀具半径值的过程。刀具半径补偿偏置方向由G41(左补偿)或G42(右补偿)确定，三、使用刀具半径补偿应注意的问题1、G41、G42为模态指令；2、G41(或G42)必须与G40成对使用；3、在加工结束时，为使刀具返回到开始位置，须取消刀具半径补偿方式。刀具半径补偿的撤消可通过指令G40或指定刀具半径补偿偏置号为0的程序段来完成，刀具半径补偿的取消程序段也要通过指令G00或G01进行，且不能使用G02或G03指令，否则也将产生报警，并且刀具停止运行。在进行刀具半径补偿的撤消时，还要注意刀具半径补偿的终点，应安排在刀具切出工件后，以免发生碰撞；3、编入G41(或G42)、G40程序段，用G01(G40程序段亦可用G00，但一般用G01)功能及对应坐标参数；4、G41(或G42)与G40之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。5、使用刀具半径补偿时应避免过切削现象：使用刀具半径补偿和去除刀具半径补偿时，刀具必须在所补偿的平面内移动，且移动距离应大于刀具半径补偿值。若加工半径小于刀具半径的内圆弧，进行半径补偿将产生过切削，只有过渡圆角R刀具半径 r + 精加工余量的情况下才能正常切削；若被铣削槽底宽小于刀具直径，此时也将产生过切削；6、D00 - D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补偿。刀具补偿值在加工或运行之前必须设定在补偿存储器中。四、改变刀补值实现零件的粗、精加工刀具半径补偿功能还有一个很重要的用途。如果人为地使刀具中心与工件轮廓偏置值不是一个刀具半径，而是某一给定值，则可以用来处理粗、精加工问题。在粗加工时，可将刀具实际半径再加上精加工余量作为刀具半径补偿值输入，而在精加工时只输入刀具实际半径值，这样可使粗、精加工采用同一个程序、同一把刀，其补偿方法为：设精加工余量为，刀具半径为R，首先，在MDI状态下输入刀具偏置值为R+，即可完成粗加工，留出精加工余量为；在精加工时，输入刀具的半径值R，即可完成最终的轮廓精加工，从而大大减少编程量。下面用一个加工程序进行说明，零件图如图所示，零件厚度为12mm，粗、精加工均采用12mm普通高速钢立铣刀，精加工余量为0.2mm,那么，粗加工刀具半径补偿值为12.2 mm, 刀具半径补偿偏置号为D01，精加工刀具半径补偿值为12mm，刀具半径补偿偏置号为D02,加工程序为：主程序： O0002N01 G92 X0 YO ZO；N02 TO1 M06；N03 G00 Z10；N04 S1000 M03 ；N05 G00 X-10；N06 Z-12；N07 G41 G01 X0 Y0 D01 F100；N08 M98 P1002；N09 G40 G00 X-10 ；N10 G41 G01 X0 Y0 D02 F80；N11 M98 P1002；N12 G40 X-10；N13 G00 Z10 ；N14 M05 M30；子程序：O1002N01 G01 Y20；N02 X10N03 G03 X25 Y35 R15；N04 G02 X75 Y35 R25；N05 G03 X90 Y20 R15N06 G01 X100；N07 Y0；N08 X0；N09 M99；总之，