尹汝湘

（哈爾濱第一工具制造有限公司，黑龍江 哈爾濱 150020）

1 刀具半徑補(bǔ)償

1.1 半徑補(bǔ)償及長(zhǎng)度補(bǔ)償

因?yàn)榈毒呖偸怯幸欢ǖ牡毒甙霃交虻都獾膱A弧半徑，所以在零件輪廓加工過(guò)程中刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡并不是零件的實(shí)際輪廓，它們之間相差一個(gè)刀具半徑，為了使刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際輪廓重合，就必須偏移一個(gè)刀具半徑，這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，是為了用于刀具軸向的進(jìn)給補(bǔ)償，它可以使刀具在軸向的實(shí)際進(jìn)刀量比程序給定值增加或減少一個(gè)補(bǔ)償值，而不必考慮刀具的實(shí)際長(zhǎng)度以及各把刀具不同的長(zhǎng)度尺寸，使刀具頂端到達(dá)編程位置而進(jìn)行的刀具位置補(bǔ)償，編程人員不必計(jì)算刀具的實(shí)際中心軌跡，只需根據(jù)工件的輪廓計(jì)算出圖紙上各點(diǎn)的坐標(biāo)值然后編出程序，再把刀具半徑作為補(bǔ)償量放在半徑補(bǔ)償寄存器里。數(shù)控裝置能自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡，不管刀具半徑如何變化，我們只需更改刀具半徑補(bǔ)償值，就可以控制工件外形尺寸的大小，對(duì)上述程序基本不用作修改。

1.2 數(shù)控加工中半徑補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕幸幌聨c(diǎn):

1.2.1 簡(jiǎn)化編程。

1.2.2 控制刀具磨損。

1.2.3 同一程序或數(shù)模實(shí)現(xiàn)粗精加工。

1.2.4 可同一程序或數(shù)模實(shí)現(xiàn)凸凹模制造。

1.2.5 半徑補(bǔ)償解決主要用于試切對(duì)刀形成的虛擬刀位點(diǎn)軌跡和實(shí)際圓弧球面切削點(diǎn)不同造成形狀誤差.解決的辦法:即取一和實(shí)際切削點(diǎn)距離不變的點(diǎn) (刀尖圓弧圓心)為編程軌跡.因虛擬刀位點(diǎn)和圓弧中心的距離為一個(gè)刀尖半徑，所以采用補(bǔ)償?shù)都獍霃降姆椒梢越鉀Q形狀誤差問(wèn)題。

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程

2.1 刀補(bǔ)的建立：刀具中心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。

2.2 刀補(bǔ)進(jìn)行：執(zhí)行有G41、G42 指令的程序段后，刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏置量。

2.3 刀補(bǔ)的取消：刀具離開工件，刀具中心軌跡要過(guò)渡到與編程重合的過(guò)程。

3 刀具半徑補(bǔ)償量的指定

數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)償就是將計(jì)算刀具中心軌跡的過(guò)程交由數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行，編程員假設(shè)刀具的半徑為零，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進(jìn)行編程。因此，這種編程方法也稱為對(duì)零件的編程，而實(shí)際的刀具半徑則存放在一個(gè)可編程刀具半徑偏置寄存器中。在加工過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)零件程序和刀具半徑自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，完成對(duì)零件的加工。當(dāng)?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時(shí)，不需要修改零件程序，只需修改放在刀具半徑偏置寄存器中的刀具半徑值，或者選用存放在另一個(gè)刀具半徑偏置寄存器中的刀具半徑所對(duì)應(yīng)的刀具即可。

在進(jìn)行數(shù)控加工前，必須預(yù)先設(shè)置好刀具半徑補(bǔ)償量。刀具半徑經(jīng)補(bǔ)償量的指定，通常由有關(guān)代碼指定刀具補(bǔ)償號(hào)，并在代碼補(bǔ)償號(hào)中輸入刀具半徑補(bǔ)償量，刀具補(bǔ)償號(hào)必須與刀具編號(hào)相對(duì)應(yīng)。在加工中，如果沒(méi)有更換刀具，則該刀具號(hào)的補(bǔ)償量一直有效。

4 使用刀具半徑補(bǔ)償注意事項(xiàng)

4.1 察視角要從補(bǔ)償平面的法線正向往負(fù)向看，假設(shè)工件不動(dòng)，刀具運(yùn)動(dòng)，延著刀具運(yùn)動(dòng)的方向看過(guò)去，如果需要刀具偏向左邊就是左補(bǔ)，反之右補(bǔ)。

4.2 具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，只有在移動(dòng)指令G00 或G01 下才能生效。

4.3 具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進(jìn)行，不能編程在輪廓加工的程序段上，這是需要特別注意的地方。具體就是進(jìn)刀線EF和退刀線BA 與加工輪廓EDCB必須是各自獨(dú)立的五條線，進(jìn)刀線和退刀線不能是加工輪廓的延伸線，否則產(chǎn)生過(guò)切。

4.4 刀線和退刀線的長(zhǎng)度必須大于刀具半徑，否則也產(chǎn)生過(guò)切。

4.5 具半徑的補(bǔ)償值存儲(chǔ)在指定的寄存器中，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償值發(fā)生變化時(shí)，只需要修改寄存器中的刀具半徑值即可，不需要修改程序。因此，利用刀具半徑補(bǔ)償功能編寫的輪廓加工程序，與刀具半徑無(wú)關(guān)。

5 刀具半徑補(bǔ)償程序編制中的數(shù)學(xué)處理

5.1 程序編制中的數(shù)學(xué)處理

根據(jù)被加工零件圖樣，按照已經(jīng)確定的加工工藝路線和允許的編程誤差，計(jì)算數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理一般包括兩個(gè)內(nèi)容：根據(jù)零件圖樣給出的形狀，尺寸和公差等直接通過(guò)數(shù)學(xué)方法（如三角、幾何與解析幾何法等），計(jì)算出編程時(shí)所需要的有關(guān)各點(diǎn)的坐標(biāo)值；當(dāng)按照零件圖樣給出的條件不能直接計(jì)算出編程所需的坐標(biāo)，也不能按零件給出的條件直接進(jìn)行工件輪廓幾何要素的定義時(shí)，就必須根據(jù)所采用的具體工藝方法、工藝裝備等加工條件，對(duì)零件原圖形及有關(guān)尺寸進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理或改動(dòng)，才可以進(jìn)行各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算和編程工作。

5.2 選擇編程原點(diǎn)

從理論上講編程原點(diǎn)選在零件上的任何一點(diǎn)都可以，但實(shí)際上，為了換算尺寸盡可能簡(jiǎn)便，減少計(jì)算誤差，應(yīng)選擇一個(gè)合理的編程原點(diǎn)。銑削加工的編程原點(diǎn)。編程原點(diǎn)選定后，就應(yīng)把各點(diǎn)的尺寸換算成以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的坐標(biāo)值。為了在加工過(guò)程中有效的控制尺寸公差，按尺寸公差的中值來(lái)計(jì)算坐標(biāo)值。零件圖樣零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)?；c(diǎn)坐標(biāo)是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。

刀尖半徑補(bǔ)償是在加工平面內(nèi)，沿進(jìn)給方向看，根據(jù)刀尖位置在編程軌跡左邊／右側(cè)判斷來(lái)區(qū)分的。加工平而的判斷，與觀察方向即第而軸方向有關(guān)。數(shù)控機(jī)床的刀尖半徑補(bǔ)償方向。由于數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的刀位點(diǎn)進(jìn)行編制的，因此對(duì)刀時(shí)使該點(diǎn)與程序中的起點(diǎn)重合。在沒(méi)有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)，按哪點(diǎn)編程，則該點(diǎn)按編程軌跡運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生過(guò)切或少切的大小和方向因刀尖圓弧方向及刀尖位置方向而異。當(dāng)有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)須定義上述參數(shù)，其中刀尖位置方向號(hào)從0 至9 有10個(gè)方向號(hào)。當(dāng)按假想刀尖A點(diǎn)編程時(shí)，刀尖位置方向因安裝方向不同、從刀尖圓弧中心到假想刀尖的方向，有8 種刀尖位置方向號(hào)可供選擇，并依次設(shè)為1 一8號(hào)：當(dāng)按刀尖圓弧中心O點(diǎn)編程時(shí)，刀尖位置方向則設(shè)定為O 或9號(hào)。該方向的判斷也與第三軸有關(guān)，為數(shù)控車床的刀尖安裝方向。刀尖半徑補(bǔ)償?shù)募尤胧菆?zhí)行G41 或G42 指令時(shí)完成的，當(dāng)前面沒(méi)有G41 或G42 指今時(shí)，可以不用G40 指令，而且直接寫入G41或G42 指令即可；發(fā)現(xiàn)前面為G41 或G42 指令時(shí)，則先應(yīng)指定G40 指令取消前面的刀尖半徑補(bǔ)償后，在寫入G41 或G42 指令，刀尖半徑補(bǔ)償?shù)娜∠窃贕41 或G42 指令后面，加G41 指令完成。

總結(jié)

刀具半徑刀具補(bǔ)償在數(shù)控加工中有著非常重要的作用，靈活、合理地運(yùn)用刀補(bǔ)值并結(jié)合刀補(bǔ)原理正確編制程序是保證數(shù)控加工有效性、準(zhǔn)確性的重要因素。生產(chǎn)實(shí)踐表明靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，合理設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值，在數(shù)控加工中有著重要的意義。它給我們的編程和加工帶來(lái)很大的方便，能大大地提高工作效率。

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