淺析數(shù)控加工中心刀具補償應用

徐義言 王玉林 陳志濤

摘要：刀具半徑補償功能給數(shù)控加工編程帶來了方便，靈活運用刀具半徑補償，可以大大提高生產效率和產品合格率。若加工出的輪廓尺寸與設計尺寸稍有偏差需要調整，或者要使粗加工和精加工用同一個程序完成，都只需要在數(shù)控機床上修改刀具的半徑補償值即可，不必重新生成加工程序或更換刀具，從而達到事半功倍的效果。

關鍵詞：數(shù)控機床；刀具半徑補償；G40 G41 G42指令

引 言

刀具補償是數(shù)控加工系統(tǒng)的一個基本功能，在手工編程輪廓銑削加工中廣泛使用，如何深人掌握和應用此功能，在數(shù)控加工中有非常重要的意義，在進行輪廓加工中，由于刀具有一定的半徑，刀具中心軌跡與工件軌跡常不重合，存在一定的軌跡差異，這使得在編程過程中應該注意刀心軌跡，增加了實際的編程難度。刀具半徑補償?shù)膽迷诤艽蟪潭壬暇徑饬司幊屉y度，提升了工作效率。

1.刀具半徑補償?shù)幕靖拍?/p>

在輪廓加工過程中，由于刀具總有一定的半徑（如銑刀半徑等），刀具中心的運動軌跡與所需加工零件的實際輪廓并不重合。如在圖1中，粗實線為所需加工的零件輪廓，點劃線為刀具中心軌跡。由圖可見在進行內輪廓加工時，刀具中心偏離零件的內輪廓表面一個刀具半徑值。在進行外輪廓加工時，刀具中心又偏離零件的外輪廓表面一個刀具半徑值。這種偏移，稱為刀具半徑補償。

圖1 加工中的刀具半徑補償

2刀具半徑補償?shù)闹噶詈团卸ǚ椒?/p>

刀具半徑補償分可為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償，分別用 G41 和G42 定義。根據(jù) ISO 標準，沿刀具前進方向當?shù)毒咧行能壽E位于零件輪廓左邊就為刀具半徑左補償，用 G41 表示。如果刀具軌跡在零件輪廓的右邊為刀具半徑右補償，用G42表示。當不需要進行刀具半徑補償或加工結束時，為使刀具返回到開始位置，必須用 G40指令來取消刀具半徑補償。此外要注意的是，G41 對應的實際加工狀態(tài)是順銑，零件的表面質量好，加工精度要求高，G42對應的是逆銑，適合于加工精度要求不高的場合。為了提高加工質量、簡化編程，可以在粗、精加工過程中都可以使用 G41 進行左補償。

3刀具半徑補償在加工中心中的應用

刀具半徑抵償功用還有一個重要的用處。假如刀具中心與工件概括偏差值不是一個刀具半徑，而是給定值，則可以用來處理粗加工中剩下廢料的疑問。在粗加工時，刀具半徑抵償值可認為刀具半徑加上精加工余量，而在精加工時只輸入刀具實踐半徑值，這樣可使粗加工和精加工選用同一個程序、同一把刀具，其抵償辦法為：刀具偏置值=刀具半徑+精加工余量，在粗加工時刀具半徑抵償值的巨細是可變的，直到粗加工完結，最終留出精加工時的批改量；如下圖 2 所示，毛坯標準為 100mm×100mm，加工 60mm×60mm的外概括，進行粗加工

刀具半徑為 5mm 的立銑刀，輸入刀具半徑大于 5mm，進行余料去除，余料去除完粗加工完成。在精加工時，輸入刀具的半徑值在加上修正量，即可完成最終的輪廓精加工，大大減少編程量。因刀具損壞、重磨、換新刀所引起刀具半徑改變時，不需要修改程序，只需在刀具參數(shù)設置中修改改變后刀具半徑。刀具順時針銑削加工時，用 G41左刀補，刀補號為 D01，當使用刀具直徑為10mm時，只需在刀具參數(shù)設置 D01 里面輸入刀具的半徑值 5就可運行程序進行加工，如果刀具在加工過程中損壞，或是工藝要求換新刀具時，不要改動程序，只需要修改對應刀補號的半徑值就可以了。不但可簡化編程，而且還可以進行加工的修正，以保證加工質量。

在編制數(shù)控程序中，把加工外輪廓變?yōu)榧庸容喞獣r，不需要再寫一個程序，只需要把刀補值正數(shù)改為負數(shù)，改進刀點和退刀點，進行關于 Y 軸鏡像，這樣就可進行內輪廓加工。這樣編程就大大的提高工作效率。

刀具半徑補償分為 B 類補償和 C 類補償。

刀具補償功能只要建立就一直有效，即刀具中心與實際輪廓相差一個刀具半徑值。在 G0、G1、G2、G3 情況下都有效。半徑補償功能在加工過程中，如果加入返回參考點 G28、從參考點返回 G29、設定工件坐標系 G92 指令，當這些指令被執(zhí)行后，補償方式暫時被取消，但是數(shù)控系統(tǒng)依然存在補償方式，因此于執(zhí)行下一程序段時，又自動恢復補償狀態(tài)。

4結束語

綜上所述，數(shù)控銑床刀具半徑補償?shù)膽?，使得?shù)控銑床的工作效率得到了一定程度的提升，并簡化生產的繁瑣程度，對數(shù)控技術的發(fā)展有一定的推動作用，并且推動了我國工業(yè)的進步和發(fā)展。

參考文獻

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（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）