数控铣削加工中正确使用刀具半径补偿功能.doc

黑体二号论 文 样 板数控铣削加工中正使用刀具半径补偿功能黑体五号李秀霞楷体四号上海电子信息职业技术学院机电工程系，上海市( 201411 )仿宋五号摘 要：正确掌握和灵活运用刀具半径补偿功能，对于数控铣削加工具有重要的意义。本文就加工实践中刀具半径补偿的原理、判定和选用，建立、撤销刀补的常用方法 ， 刀补功能使用中的注意事项， 以及实际加工中刀补功能的灵活运用等， 结合实例图解进行了分析。 关键词：数控铣削； 刀具半径补偿；实例；注意事项；灵活运用Times New Roman五号黑体四号The correct use of cutting tool radius compensation for NC miling黑体五号Xiuxia LiMechatronics Engineering Department, STIEI，Shanghai 201411,ChinaAbstract:It isan important significancefor NC milling to grasp correctly and apply flexibly the function of the cutting toolradius compensation. This article analyzes the theory of the practical cutting tool radiuscompensation ,thecommon method to judge ,chose ,establish and cancelit， as well as the points for attentionand the wayofusing itby practical examples and the graphic method。Key words : NC milling； cutting toolradius compensation；practical examples； the points for attention； flexible application 黑体小四1.引言宋体五号 数控铣削加工工中，编程人员是根据零件图纸上的轮廓尺寸进行编程的。如果不加其他处理处理，CNC将精确控制刀具中心按照数控程序中所描述的零件被加工轮廓进行运动，直至加工结束。但是，任何铣削刀具都是有半径的，实际加工中零件轮廓的铣削是依赖铣刀圆柱面上的切削刃和被加工轮廓相切来实现的，如果刀具中心沿着零件被加工轮廓运动，则加工结束后的零件尺寸肯定不是图纸要求的理想尺寸。（加工外轮廓时将在任何一个坐标方向上小一个刀具直径值，而加工内轮廓时则相反）。这样，就产生了编程轮廓和实际加工轮廓的不一致性。而且，因为任何刀具都有半径导致这种不一致性不可避免。解决这个不一致性的方法有两个思路：一是编程人员直接在被加工轮廓的外侧（或者内侧），把所使用的刀具半径的具体数值考虑进来，重新求解刀具中心线的实际运动轨迹，然后按这条新轨迹编程。 这个思路存在很多弊端，首先是当轮廓轨迹很复杂的时候计算基点坐标的工作量大，难度大，而且容易出错。 作者简介：李秀霞，女，上海电子信息职业技术学院，机电工程系0401305505班。2.刀具半径补偿的指令、选用和判定方法数控铣削加工中的刀具半径补偿分为左偏置半径补偿G41和右偏置半径补偿G42，取消这两种补偿都使用G40指令。 判定采用哪种补偿的方法如下：从不在加工平面内的第三根坐标轴的正向朝负向看，刀具沿零件被加工轮廓运动，判定者的眼睛始终跟在刀具之后，若刀具始终在被加工轮廓的左侧即为左刀补G41，反之为右刀补G42。下图所示，阴影部分保留，刀具在被加工轮廓的外侧或内侧时，刀补方向的判定如下。另外需要注意的是，G41 对应的实际加工状态是顺铣，零件的表面质量好，加工精度高，G42对应的是逆铣，更适合于加工中有振动，加工精度要求不高的场合。但是，一般来讲数控机床所加工的对象都是尺寸精度高、表面质量好的零件，即便是粗加工阶段，实际加工的切削状态也比较好，为了提高加工质量，也为了使编程更为简洁，可以在粗、精加工过程中都使用G41 左偏置刀具半径补偿。 图21 图22 图23 3.刀具半径补偿的建立和撤销的方法：直线式和圆弧式刀具半径补偿包括三个阶段：刀补的建立、刀补的运行和刀补的撤销。要注意补偿开始点和第一个补偿点（或者最后一个补偿点和补偿撤销点）之间的距离L要大于一个刀具半径，以保证能补偿能成功建立或者撤销，而不会伤及被加工轮廓。这段距离L是刀补建立（或撤销）时增加的一段刀具路径，经常被设计成直线或者圆弧的形式，保证刀具在建立好刀补之后再以切向切入的方式开始被加工轮廓的切削， 或者以切向退出的方式离开零件轮廓之后再撤销刀补。 刀具的切向切入和切出轮廓，在被加工轮廓上不留进退刀痕，可以很好的保证轮廓加工精度。下面是直线式和圆弧式两种建立、撤销刀补的方法在铣削加工中运用的实例以及程序。 3.1 直线式建立、撤销刀补 图31如图31所示，阴影部分保留，刀具半径为4mm,采用左偏置半径补偿G41。直线式建立刀补时首先在轮廓的延长线上选取一点A 作为下刀点，在AB段建立刀补，之后令刀具沿被加工轮廓运动，直至到达E点后撤销刀补。建立刀补时必须用G00或者G01，不能用圆弧插补指令（G02或者G03），否则系统会产生报警。在“连续运行”状态时，CNC在补偿开始时将预读两段程序，执行第一个程序段，第二个程序段进入刀具半径补偿缓冲器中，以判断下一步的偏置轨迹。 1) 在刀补运行时，在指定的平面内如果连续有两个或两个以上的非移动指令（例如辅助功能或者暂停指令），则会产生过切或者切削不足。2) 撤销刀补时，只能使用G01或者G00，也不能用圆弧插补指令（G02或者G03），否则会产生报警。4.刀具半径补偿功能的用途4.1刀具半径发生变化时不必重新编程就能正确控制刀具的正常加工。 图41如图41所示，阴影部分保留，刀具沿被加工轮廓顺时针切削加工，选择G41左刀补，刀补地址号为D01，当选择刀具直径为8mm，时，操作人员仅需在面板上在D01里面输入刀具的半径值4即可运行程序进行加工，如果8mm 的刀具在加工过程中坏掉，或者工艺上要求必须更换新刀具时，例如要换为12mm的刀具进行加工，操作人员仅需在D01 中输入新刀具的半径值6即可，而刀具的更换和程序无关。不必改动程序，仅修改刀补号就可以了。5.结束语：黑体五号刀具半径补偿功能在数控铣削加工中有很重要的意义。编程人员仅需针对零件被加工轮廓编程即可，该功能使编程变得非常简化、高效；现场加工操作人员只需通过操作面板修改刀补地址的数值，就