【摘 要】 零件的加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數控機床在加工過程中的控制點是刀具中心，因此在數控加工前數控系統(tǒng)必須將零件輪廓變換成刀具中心的軌跡。只有將編程輪廓數據變換成刀具中心軌跡數據才能用于加工。應用刀具半徑補償功能時，只需按工件輪廓軌跡進行編程，然后將刀具半徑值輸入到數控系統(tǒng)中，執(zhí)行程序時，系統(tǒng)會自動計算刀具中心軌跡，進行刀具半徑補償，從而加工出符合要求的工件形狀，當刀具半徑發(fā)生變化時也無需更改加工程序，使編程工作大大簡化。實踐證明，靈活應用刀具半徑補償功能，合理設置刀具半徑補償值，在數控銑削加工中有著重要的意義。

【關鍵詞】刀具半徑補償 數控加工 數控編程 數控銑床

一、刀具半徑補償原理和用法

（一）刀具半徑補償的概念

在數控銑床上進行輪廓加工時，一般以工件的輪廓尺寸作為刀具軌跡進行編程，而實際的刀具運動軌跡則與工件輪廓有一偏移量（即刀具半徑），如圖1所示。數控系統(tǒng)的這種編程功稱為刀具半徑補償功能。

（二）編程格式

銑削加工刀具半徑補償分為刀具半徑補償左補償（用G41定義）和刀具半徑右補償（G42定義），使用D代碼選擇正確的刀具半徑偏置存儲器地址。以華中系統(tǒng)為例來說明刀具半徑的編程格式如下。

G01G41X_Y_F_D_；（刀具半徑左補償）

G01G42X_Y_F_D_；（刀具半徑右補償）

G01G40X_Y_；（取消刀具半徑補償）

（三）判斷方法

處在補償平面外另一根軸的正方向上，沿刀具移動方向看，當刀具處在切削輪廓左側時，稱為刀具半左補償；當刀具處在切削輪廓右側時，稱為刀具半徑右補償，如圖2所示。

二、刀具半徑補償過程

刀具半徑補償執(zhí)行過程一般分為三步，如圖3所示：

（一）刀補建立

刀補的建立指刀具從起點接近工件時，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。該過程實現(xiàn)必須有G00或G01功能才有效。刀具向左（G41）或（G42）偏置一個刀具半徑（圖3中的虛線）。

（二）刀補進行

程序進行補償模式，此時刀具中心與編程軌跡始終相距一個偏置量，直到刀補取消。（如圖3中的虛線與圖3中的粗實線）

（三）刀補取消

刀具離開工件，刀具中心軌跡與編程軌跡重合的過程稱為刀補取消。

三、刀具半徑補償指令使用注意事項

注意事項

（一）G41、G42為模態(tài)指令，可以在程序中保持連續(xù)有效。G41（或G42）必須與G40成對使用。

（二）D是存放刀具半徑偏置存儲器地址，為D01—D99，刀具補償值由操作者在操作面板上輸入到D指定的存儲器中；

（三）當刀具半徑補償出現(xiàn)負值時，G41和G42功能互換；

（四）刀具半徑補償只能在G17、G18或G19平面上選擇，平面切換必須在補償取消下進行；

（五）刀具半徑補償的建立與取消只能在G00或G01指令移動模式下才有效，不能用G02或G03指令；

（六）G41、G42不能重復使用，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，則必須先用G40指令解除原補償狀態(tài)后，再使用G41或G42，否則補償就無法正常進行了。

（七）為保證刀補建立與刀補取消時刀具與工件的安全，通常采用G01運動方式來建立或取消刀補；

（八）建立補償的程序段，一般應在切入工件之前完成；

（九）取消補償的程序段，一般應在切出工件之后完成，否則會發(fā)生碰撞；

（十）為了防止在半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現(xiàn)象，刀具半徑補償建立與取消程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側；

四、刀具半徑補償的應用

（一）使用刀具半徑補償功能，不需要修改程序，就可以用同一把刀進行粗加工和精加工。操作時只需把精加工余量加到刀具半徑補償值中，先進行粗加工，然后修改刀具半徑補償值，去掉加工余量，就可以進行精加工。即粗加工刀具半徑補償值（D）=刀具半徑（R）+精加工余量（A）（如圖4所示）

（二）當刀具磨損、換新刀或刀具重磨使刀具半徑發(fā)生化時，只需在刀具半徑值中輸入改變后的刀具半徑，而不必修改程序。

五、結束語

在數控程序的編制中，除了要滿足零件的加工要求外，還要求程序盡可能簡短，減少編程工作量，方便程序檢查及后期的修改；對加工批量大、加工輪廓比較簡單的零件，可以使用刀具半徑補償功能去除加工余料。這樣即能簡化程序又利于提高加工效率。

參考文獻

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