摘 要：本文介紹了數(shù)控車床的刀尖圓弧半徑補償功能，以及它在數(shù)控車削中的作用。通過對刀尖圓弧半徑補償指令的應(yīng)用的分析， 說明了刀尖圓弧半徑補償在數(shù)控車削編程加工中的正確使用方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 車削加工 刀尖圓弧半徑補償

在數(shù)控車削編程過程中，一般不考慮刀具的長度與刀尖圓弧半徑，只將所使用的車刀刀尖假想成一個點，在對刀時也是以假想的刀尖進行對刀。但任何一把車刀，不論制造或刃磨得如何鋒利，在其刀尖部分都會存在一個刀尖圓弧，即刀尖不是一個點，而是一段圓弧。

為了保證零件加工尺寸的準(zhǔn)確性，一般數(shù)控車床都具有刀具補償功能，為編制程序和加工零件提供了方便。有刀具補償功能的數(shù)控車床，編程時不需要計算刀具中心的運動軌跡，只按零件輪廓編程。在加工中根據(jù)實際使用的刀具尺寸，自動調(diào)整各坐標(biāo)軸的移動量，確保實際加工輪廓和編程軌跡完全一致。

使用刀尖圓弧半徑補償指令，并在控制面板上手工輸入刀尖圓弧半徑，數(shù)控裝置便能自動地計算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運動。即執(zhí)行刀尖圓弧半徑補償后，刀具自動偏離工件輪廓一個圓弧半徑值，從而加工出所要求的工件輪廓。

一、刀尖圓弧半徑補償指令

1.指令格式

G41 G01/G00 X_ Z_ F_； （刀尖圓弧半徑左補償）

G42 G01/G00 X_ Z_ F_； （刀尖圓弧半徑右補償）

G40 G01/G00 X_ Z_ F_； （取消刀尖圓弧半徑補償）

2.指令說明

G41為刀具半徑左補償，即刀具沿工件左側(cè)運動時的半徑補償；

G42為刀具半徑右補償，即刀具沿工件右側(cè)運動時的半徑補償；

G40為刀具半徑補償取消，使用該指令后，G41、G42 指令無效。

G40必須和G41或G42 成對使用。

二、刀尖方位的確定

數(shù)控車床采用刀尖圓弧半徑補償進行加工時，如果刀具的刀尖形狀和切削時所處的位置不同，那么刀具的補償量和補償方向也不同。根據(jù)各種刀尖形狀及刀尖位置的不同，數(shù)控車床的刀具切削沿位置共有9種。其中，前置刀架式數(shù)控車床和后置刀架式數(shù)控車床的刀具切削沿位置各不相同。

具備刀具半徑補償功能的數(shù)控車床，除利用刀具半徑補償指令外，還應(yīng)根據(jù)刀具在切削時所處的位置，選擇假想刀尖的方位。即除了輸入刀尖圓弧半徑外，還應(yīng)輸入假想刀尖相對于刀尖圓弧中心的位置，這是由于內(nèi)、外圓車刀或左、右偏刀的刀尖位置不同，切削時所處的位置也不相同。

三、使用刀尖圓弧半徑補償時應(yīng)注意的問題

第一，刀尖圓弧半徑補償?shù)囊牒腿∠麘?yīng)在不進行加工的空行程程序段上，且在G00或G01程序行上實施。不論這個命令是不是帶圓弧插補，車刀不會正確移動，導(dǎo)致它逐漸偏離所執(zhí)行的路徑。因此，刀尖半徑補償?shù)拿顟?yīng)當(dāng)在切削進程啟動之前完成，并且能夠防止從工件外部起刀帶來的過切現(xiàn)象。反之，要在切削進程之后用移動命令來執(zhí)行偏置的取消。

第二，G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定，即在程序中前面有了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。若想使用，則須先用G40指令解除原補償狀態(tài)后，再使用G41或G42，否則補償就不正常了。

第三，刀徑補償引入和卸載時，刀具位置的變化是一個漸變的過程。

第四，當(dāng)輸入刀補數(shù)據(jù)時給的是負(fù)值，則G41、G42互相轉(zhuǎn)化。

第五，刀具半徑補償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動指令模式下才有效，雖然現(xiàn)在有部分系統(tǒng)也支持G02、G03模式，但為防止出現(xiàn)差錯，在半徑補償建立與取消程序段最好不使用G02、G03指令。

第六，若在G90、G94固定循環(huán)中使用刀尖半徑補償，刀尖半徑補償必須先于G90、G94指令激活。

第七，若在G70精加工循環(huán)中使用刀尖半徑補償、刀尖半徑補償必須先于G70指令的執(zhí)行、再定位到起始點處先激活。

第八，為了防止在刀具半徑補償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終止位置最好與補償方向在同一側(cè)。

四、刀尖圓弧半徑補償在循環(huán)指令中的應(yīng)用

在實際加工中，數(shù)控車床工件的毛坯常用棒料或鑄、鍛件，加工余量較大，需要多次切削，大部分?jǐn)?shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)都提供了各種循環(huán)指令，例如FANUCoi系統(tǒng)的粗車復(fù)合循環(huán)指令G71、仿形粗車循環(huán)指令G73、精加工指令G70等，大大簡化了編程，提高了編程速度。

在數(shù)控車床上進行加工時，首先要考慮刀偏的方向及方位，其次考慮刀尖R的大小在加工中是否干涉，然后考慮對刀時刀補值應(yīng)該如何輸入等。

（作者單位：河南省南陽市高級技工學(xué)校）