運(yùn)用刀具補(bǔ)償功能來編程可以達(dá)到簡(jiǎn)化編程的目的，可以讓編程者從煩瑣的計(jì)算中解脫出來。

一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)念愋?/p>

根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償在工件拐角處過渡方式的不同，刀具半徑補(bǔ)償通常分為兩種補(bǔ)償方式，分別稱為B型刀補(bǔ)和C型刀補(bǔ)。如圖1和圖2所示。

B型刀補(bǔ)在工件輪廓的拐角處采用圓弧過渡，這樣在外拐角處，刀具切削刃始終與工件接觸，刀具的刀刃始終處于切削狀態(tài)。采用此種刀補(bǔ)方法會(huì)使工件上尖角變鈍，加劇刀具的磨損；甚至在工件的內(nèi)拐角處還會(huì)引起過切現(xiàn)象。

C型刀補(bǔ)采用了較為復(fù)雜的刀偏計(jì)算，計(jì)算出拐角處的交點(diǎn)，使刀具在工件輪廓拐角處的過渡采用了直線過渡的方式，從而徹底解決了B型刀補(bǔ)存在的不足，不會(huì)產(chǎn)生過切?，F(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都采用C型刀補(bǔ)。因此，下面討論的刀具半徑補(bǔ)償都是指C型刀補(bǔ)的刀具半徑補(bǔ)償。

二、刀具半徑補(bǔ)償指令格式

刀具半徑補(bǔ)償編程指令格a式如下：

G41 G01 X__Y__F__D__;

G42 G01 X__Y__F__D__;

在絕對(duì)值編程中：X__Y__為終點(diǎn)坐標(biāo)值。

F__為進(jìn)給量。

其中G41為刀具半徑左補(bǔ)償，G42為刀具半徑右補(bǔ)償。

G41與G42的判斷方法是：處在補(bǔ)償平面外另一根軸的正向往下，沿刀具的移動(dòng)方向看，當(dāng)?shù)毒咛幵谇邢鬏喞髠?cè)時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償（G41）；當(dāng)?shù)毒咛幵谇邢鬏喞覀?cè)時(shí)，稱為刀具半徑右補(bǔ)償（G42），如圖3所示。

指令中的D值用于指令偏置存儲(chǔ)器的偏置號(hào)。在地址D所對(duì)應(yīng)的偏置存儲(chǔ)器存入相應(yīng)的偏置值，其值是指刀具中心到編程軌跡的距離通常等于刀具半徑值，可以大于刀具半徑值，也可以小于刀具半徑值。同樣，刀具刀號(hào)與刀具偏置值號(hào)可以相同，也可以不相同。

G41、G42為模態(tài)指令，可以在程序中保持連續(xù)有效。只有用G40進(jìn)行撤銷。

三、刀具半徑補(bǔ)償過程

1.刀補(bǔ)的建立

刀補(bǔ)的建立指刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置值的過程。該過程的實(shí)現(xiàn)必須由G00或G01功能才有效。

刀具補(bǔ)償過程通過N10程序建立，當(dāng)執(zhí)行N10程序段時(shí)，機(jī)床刀具的坐標(biāo)位置有以下方法確定：將包含G41語句的下邊兩個(gè)程序段（N20、N30)預(yù)讀，連接在補(bǔ)償平面內(nèi)最近兩移動(dòng)語句N10、N20的終點(diǎn)坐標(biāo)，即兩點(diǎn)確定唯一的一條線段。其連線的垂直方向?yàn)槠梅较颍鶕?jù)G41或G42來確定偏向哪一邊，偏置距離的大小由偏置號(hào)D地址中的數(shù)值決定（圖4）。

這其中需要注意的是N10的移動(dòng)方向應(yīng)與G41與G42的方向相同，如果不相同將會(huì)產(chǎn)生過切。

2.刀補(bǔ)的進(jìn)行

在G41或G42程序段后，程序進(jìn)入補(bǔ)償模式，此時(shí)刀具中心與編程軌跡始終相距一個(gè)偏置量，直到刀補(bǔ)取消。

補(bǔ)償模式下，機(jī)床同樣要預(yù)讀兩段程序，找出上程序段刀具軌跡與下程序段偏置刀具軌跡的交點(diǎn)，以確保機(jī)床加工下一個(gè)工件輪廓時(shí)有一個(gè)向外補(bǔ)償?shù)钠昧?。注意補(bǔ)償模式下不允許存在兩段以上的非補(bǔ)償平面內(nèi)移動(dòng)指令。

3.刀補(bǔ)的取消

刀具離開工件，刀具中心軌跡過渡到與編程軌跡重合的過程稱為刀補(bǔ)取消。

刀補(bǔ)的取消用G40或D00來執(zhí)行，要特別注意的是，G40必須與G41或G42成對(duì)使用。

四、刀具半徑補(bǔ)償注意事項(xiàng)

第一，半徑補(bǔ)償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動(dòng)指令模式下才有效。當(dāng)然現(xiàn)在有部分系統(tǒng)也支持G02、G03模式，但為防止出現(xiàn)差錯(cuò)，在半徑補(bǔ)償建立與取消程序段最好不使用G02、G03指令。

第二，為保證刀補(bǔ)建立與取消時(shí)刀具與工件的安全，通常采用G01運(yùn)動(dòng)方式來建立或取消刀補(bǔ)。如果采用G00運(yùn)動(dòng)方式來建立或取消刀補(bǔ)，則要采取先建立刀補(bǔ)再下刀和先退刀再取消刀補(bǔ)的編程加工方法。

第三，為了便于計(jì)算坐標(biāo)，可采用切線切入方式或法線切入方式來建立或取消刀補(bǔ)。在不便于沿工件輪廓進(jìn)行切向或法向切入切出時(shí)，可根據(jù)情況增加一個(gè)圓弧助程序段。

第四，為了防止在半徑補(bǔ)償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象，建立與取消程序段的起始位置與終點(diǎn)位置最好與補(bǔ)償方向在同一側(cè)。

第五，在刀具補(bǔ)償模式下，一般不允許存在兩段以上的非補(bǔ)償平面內(nèi)移動(dòng)指令，否則刀具也會(huì)出現(xiàn)過切等危險(xiǎn)動(dòng)作。

非補(bǔ)償平面移動(dòng)指令通常指：只有G、M、S、F、T代碼的程序段，如G90；M05；程序暫停程序段，如G04 X10 .0；G17（G18、G19）平面內(nèi)的Z（Y、X）軸移動(dòng)指令等。

五、刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

刀具半徑補(bǔ)償 除了使編程人員直接按輪廓編程，簡(jiǎn)化了編程工作外，在實(shí)際加工中還有許多其他方面的應(yīng)用。

例如，可以用同一段程序，對(duì)零件進(jìn)行粗、精加工。如圖5所示，編程時(shí)按實(shí)際輪廓編程，在粗加工中時(shí)，將偏置量設(shè)為D=R+△，其中R為刀具的半徑，△為精加工余量，這樣在粗加工完成后，形成的工件輪廓的加工尺寸要比實(shí)際輪廓每邊都大△。在精加工時(shí)，將偏置量設(shè)為D=R，這樣，零件加工完成后，即得到實(shí)際加工輪廓。同理，當(dāng)工件加工后，如果測(cè)量尺寸比圖樣要求尺寸大r時(shí)，也可用同樣的方法進(jìn)行修整解決，將偏置量設(shè)為D=R-r。

此外，我們還可以利用刀具半徑補(bǔ)償功能，利用同一個(gè)程序，加工同一公稱尺寸的凹、凸型面。如圖5所示，將內(nèi)外輪廓加工編寫成子程序。在加工外輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為＋D，刀具中心將沿輪廓的外側(cè)切削；當(dāng)加工內(nèi)輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為－D，這時(shí)刀具中心將沿輪廓的內(nèi)側(cè)切削。此種方法，在模具加工中運(yùn)用較多。

（作者單位：許昌市技工學(xué)校）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文