數(shù)控銑加工中心刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用探究

王大偉

摘 要：在數(shù)控銑削加工中，靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償指令，既可以簡(jiǎn)化程序的編制，又能保證工件的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削加工 半徑補(bǔ)償 靈活應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0051-02

刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控技術(shù)人員必備的知識(shí)技能。

1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?/p>

由于銑刀的切削刃與刀具旋轉(zhuǎn)中心有一個(gè)刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進(jìn)行編程（圖中點(diǎn)劃線），其數(shù)值計(jì)算有時(shí)相當(dāng)復(fù)雜，尤其當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、換新刀等導(dǎo)致刀具直徑變化時(shí)，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現(xiàn)計(jì)算失誤，產(chǎn)生廢品，甚至造成事故的發(fā)生（見(jiàn)圖1）。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補(bǔ)償功能。在數(shù)控銑床的參數(shù)表中，設(shè)置了相應(yīng)的存儲(chǔ)器，專門用來(lái)存放刀具半徑補(bǔ)償值。

刀具半徑補(bǔ)償就是在編寫程序時(shí)，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運(yùn)行程序時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)使銑刀按照預(yù)先存入的刀具半徑值，自動(dòng)偏移工件輪廓線。

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

根據(jù)立銑刀的特點(diǎn)和工作方式，可分為刀具半徑左補(bǔ)償和刀具半徑右補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償有兩種方式。順著刀具前進(jìn)方向看過(guò)去，刀具位于工件輪廓的左邊時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補(bǔ)償，如圖2所示。

3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程

刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程分為三步，即刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)的進(jìn)行和刀補(bǔ)的取消，如圖3所示。刀補(bǔ)的建立：在刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀心軌跡從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。刀補(bǔ)的進(jìn)行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量直到刀補(bǔ)取消。刀補(bǔ)的取消：刀具離開(kāi)工件，刀心軌跡要過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)程。

4 刀具半徑補(bǔ)償指令和格式

刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

G41/G42程序段中的X、Y值是建立補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值；G41刀具左補(bǔ)償，G42刀具右補(bǔ)償。D為半徑補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)，后面常用兩位數(shù)字，D00-D99為刀具補(bǔ)償號(hào)。

取消刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

5 使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)募记杉白⒁馐马?xiàng)

（1）為了保證刀具從無(wú)半徑補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)到所希望的刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)，建立和取消刀補(bǔ)只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。

（2）切入工件前應(yīng)該已經(jīng)完成刀具半徑補(bǔ)償，而不能在切入工件時(shí)同時(shí)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，可在工件外或需去除廢料中進(jìn)行刀補(bǔ)的建立，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，如圖4所示。

（3）刀具切入、切出工件時(shí)，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應(yīng)沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過(guò)渡。刀具半徑補(bǔ)償結(jié)束用G40取消，取消時(shí)同樣要防止過(guò)切。

（4）刀具半徑補(bǔ)償只能平面補(bǔ)償，不要在刀具補(bǔ)償狀態(tài)下，連續(xù)出現(xiàn)兩段或兩段以上第三軸的移動(dòng)指令。

（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等。

6 刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用

如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。

參考程序（部分）：

7 結(jié)語(yǔ)

在加工中熟練應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，可實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的在自動(dòng)加工，充分發(fā)揮設(shè)備的功能，保證零件加工質(zhì)量，尤其是在加工配合件時(shí)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙正文.數(shù)控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006.

[2] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.endprint

摘 要：在數(shù)控銑削加工中，靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償指令，既可以簡(jiǎn)化程序的編制，又能保證工件的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削加工 半徑補(bǔ)償 靈活應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0051-02

刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控技術(shù)人員必備的知識(shí)技能。

1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?/p>

由于銑刀的切削刃與刀具旋轉(zhuǎn)中心有一個(gè)刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進(jìn)行編程（圖中點(diǎn)劃線），其數(shù)值計(jì)算有時(shí)相當(dāng)復(fù)雜，尤其當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、換新刀等導(dǎo)致刀具直徑變化時(shí)，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現(xiàn)計(jì)算失誤，產(chǎn)生廢品，甚至造成事故的發(fā)生（見(jiàn)圖1）。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補(bǔ)償功能。在數(shù)控銑床的參數(shù)表中，設(shè)置了相應(yīng)的存儲(chǔ)器，專門用來(lái)存放刀具半徑補(bǔ)償值。

刀具半徑補(bǔ)償就是在編寫程序時(shí)，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運(yùn)行程序時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)使銑刀按照預(yù)先存入的刀具半徑值，自動(dòng)偏移工件輪廓線。

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

根據(jù)立銑刀的特點(diǎn)和工作方式，可分為刀具半徑左補(bǔ)償和刀具半徑右補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償有兩種方式。順著刀具前進(jìn)方向看過(guò)去，刀具位于工件輪廓的左邊時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補(bǔ)償，如圖2所示。

3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程

刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程分為三步，即刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)的進(jìn)行和刀補(bǔ)的取消，如圖3所示。刀補(bǔ)的建立：在刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀心軌跡從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。刀補(bǔ)的進(jìn)行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量直到刀補(bǔ)取消。刀補(bǔ)的取消：刀具離開(kāi)工件，刀心軌跡要過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)程。

4 刀具半徑補(bǔ)償指令和格式

刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

G41/G42程序段中的X、Y值是建立補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值；G41刀具左補(bǔ)償，G42刀具右補(bǔ)償。D為半徑補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)，后面常用兩位數(shù)字，D00-D99為刀具補(bǔ)償號(hào)。

取消刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

5 使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)募记杉白⒁馐马?xiàng)

（1）為了保證刀具從無(wú)半徑補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)到所希望的刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)，建立和取消刀補(bǔ)只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。

（2）切入工件前應(yīng)該已經(jīng)完成刀具半徑補(bǔ)償，而不能在切入工件時(shí)同時(shí)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，可在工件外或需去除廢料中進(jìn)行刀補(bǔ)的建立，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，如圖4所示。

（3）刀具切入、切出工件時(shí)，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應(yīng)沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過(guò)渡。刀具半徑補(bǔ)償結(jié)束用G40取消，取消時(shí)同樣要防止過(guò)切。

（4）刀具半徑補(bǔ)償只能平面補(bǔ)償，不要在刀具補(bǔ)償狀態(tài)下，連續(xù)出現(xiàn)兩段或兩段以上第三軸的移動(dòng)指令。

（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等。

6 刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用

如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。

參考程序（部分）：

7 結(jié)語(yǔ)

在加工中熟練應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，可實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的在自動(dòng)加工，充分發(fā)揮設(shè)備的功能，保證零件加工質(zhì)量，尤其是在加工配合件時(shí)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙正文.數(shù)控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006.

[2] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.endprint

摘 要：在數(shù)控銑削加工中，靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償指令，既可以簡(jiǎn)化程序的編制，又能保證工件的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削加工 半徑補(bǔ)償 靈活應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0051-02

刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半徑補(bǔ)償功能是數(shù)控技術(shù)人員必備的知識(shí)技能。

1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑?/p>

由于銑刀的切削刃與刀具旋轉(zhuǎn)中心有一個(gè)刀具半徑值，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。按刀心軌跡進(jìn)行編程（圖中點(diǎn)劃線），其數(shù)值計(jì)算有時(shí)相當(dāng)復(fù)雜，尤其當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、換新刀等導(dǎo)致刀具直徑變化時(shí)，編程人員必須按刀具偏移的距離，重新編寫程序，這樣既繁瑣，又容易出現(xiàn)計(jì)算失誤，產(chǎn)生廢品，甚至造成事故的發(fā)生（見(jiàn)圖1）。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)為此建立了有效的解決方案，即刀具半徑補(bǔ)償功能。在數(shù)控銑床的參數(shù)表中，設(shè)置了相應(yīng)的存儲(chǔ)器，專門用來(lái)存放刀具半徑補(bǔ)償值。

刀具半徑補(bǔ)償就是在編寫程序時(shí)，不考慮立銑刀的半徑值，加工程序按圖紙要求的尺寸編寫，運(yùn)行程序時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)使銑刀按照預(yù)先存入的刀具半徑值，自動(dòng)偏移工件輪廓線。

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

根據(jù)立銑刀的特點(diǎn)和工作方式，可分為刀具半徑左補(bǔ)償和刀具半徑右補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償有兩種方式。順著刀具前進(jìn)方向看過(guò)去，刀具位于工件輪廓的左邊時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償；刀具位于工件輪廓右邊，稱為刀具半徑右補(bǔ)償，如圖2所示。

3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程

刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程分為三步，即刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)的進(jìn)行和刀補(bǔ)的取消，如圖3所示。刀補(bǔ)的建立：在刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀心軌跡從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。刀補(bǔ)的進(jìn)行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量直到刀補(bǔ)取消。刀補(bǔ)的取消：刀具離開(kāi)工件，刀心軌跡要過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)程。

4 刀具半徑補(bǔ)償指令和格式

刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

G41/G42程序段中的X、Y值是建立補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值；G41刀具左補(bǔ)償，G42刀具右補(bǔ)償。D為半徑補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)，后面常用兩位數(shù)字，D00-D99為刀具補(bǔ)償號(hào)。

取消刀具半徑補(bǔ)償指令格式為：

5 使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)募记杉白⒁馐马?xiàng)

（1）為了保證刀具從無(wú)半徑補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)到所希望的刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)，建立和取消刀補(bǔ)只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圓弧指令。

（2）切入工件前應(yīng)該已經(jīng)完成刀具半徑補(bǔ)償，而不能在切入工件時(shí)同時(shí)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，可在工件外或需去除廢料中進(jìn)行刀補(bǔ)的建立，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，如圖4所示。

（3）刀具切入、切出工件時(shí)，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應(yīng)沿輪廓切線的方向切入或切出（如圖5所示），以保證零件輪廓平滑過(guò)渡。刀具半徑補(bǔ)償結(jié)束用G40取消，取消時(shí)同樣要防止過(guò)切。

（4）刀具半徑補(bǔ)償只能平面補(bǔ)償，不要在刀具補(bǔ)償狀態(tài)下，連續(xù)出現(xiàn)兩段或兩段以上第三軸的移動(dòng)指令。

（5）G41（G42）與G40之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等。

6 刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用

如圖6所示，選用￠10 mm的銑刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面輪廓。

參考程序（部分）：

7 結(jié)語(yǔ)

在加工中熟練應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，可實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的在自動(dòng)加工，充分發(fā)揮設(shè)備的功能，保證零件加工質(zhì)量，尤其是在加工配合件時(shí)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙正文.數(shù)控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006.

[2] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.endprint