刀具半徑補償在數控銑床中的應用
2016-8-17 來源：四川幼兒師范高等專科學校 作者： 何 鑫
摘 要：刀具半徑補償是數控銑床中非常重要的功能，它使得編程人員減少繁瑣計算，只需按零件的輪廓編程。不但簡化了編程，還可以在加工時進行修正，完成零件的粗、精加工，控制輪廓尺寸精度，保證加工質量。
關鍵詞：刀具半徑補償；數控銑床；編程
1、刀具半徑補償指令的作用
數控銑床編程時，是以刀具中心作為編程軌跡， 利用刀具半徑補償功能，編程只需按零件的實際輪廓進行， 在執行刀具補償指令后， 數控系統計算出刀具中心的軌跡，使刀具中心自動偏離工件輪廓一個刀具半徑值， 加工出所需輪廓。 使用刀具補償功能后，刀具磨損或改變刀具，只需要改變刀具半徑補償值，而不必變更零件加工程序。
2、刀具半徑補償指令方向判定
刀具半徑補償分左補償G41 和右補償G42 兩種方式。ISO 規定：沿刀具前進方向（假定工件靜止）觀察，刀具中心軌跡位于切削輪廓左側為左補償，位于右側則為右補償；取消刀具半徑補償用G40。
3、刀具半徑補償使用注意事項
（1）在編程時，刀具半徑補償的建立和取消要求用G00 或G01指令來實現，不得用G02/G03 圓弧插補指令，否則執行到此程序段時系統報警, 程序無法執行。如：
N30 G17 G41 G01 X0 Y0 D01 F150；
或N60 G17 G40 G01 X0 Y0；
（2）刀具半徑補償平面XY、YZ、XZ 產生變化時，必須先取消刀具半徑補償才能進行切換。
（3）D00-D99 為刀補號地址，用來調用刀補表中相對應刀具補償值。執行刀具半徑補償指令后，數控系統自動運算，使刀具自動補償，不要因為忘記或者輸錯刀具補償值而造成過切現象。
（4）在建立或取消刀具半徑補償時，刀具在平面內的移動距離，必須大于刀具半徑值，如D01 賦值為8：
N30 G00 X10 Y0;
N40 G17 G41 G01 X15 Y0 D01 F150;
從（10，0）移動到（15，0）小于8mm，執行到該程序段時系統報警，程序無法執行。
（5）為保證零件輪廓的完整性和表面質量，加工外輪廓時, 應在刀補建立完成之后，以切線切入的方式切入工件，執行刀補后，應在切線方向切出工件后再取消刀補; 如國無法沿切線切入切出時( 如型腔), 可采用過渡圓弧切入和切出的方式, 否則容易產生切除不完全、過切或刀痕。
（6）為避免在建立刀補和取消刀補時產生過切現象，刀具半徑補償建立與取消程序段的起點與終點最好與補償方向位于同側。
（7）內輪廓刀補的建立和取消。在銑削內輪廓的時候, 刀具移動受到限制，可先建立刀具半徑補償，然后下刀、取消刀具半徑補償時應先提刀再取消補償。但須注意的是，在建立刀補時，控制系統要連續讀入兩段平面位移指令，才能計算出正確的刀具中心的偏置，即在建立刀補后的程序段中不能插入兩個或兩個以上沒有XY 坐標移動的程序段, 否則會造成過切。如：
……
N20 G00 X-50 Y-50；
N30 G17 G41 G01 X-30 Y-30 F150 D01;
N40 Z5;
N50 Z-5;
N60 Y30;
……
程序從N30 開始建立刀補，N30 和N40 都為Z 方向的位移，XY均未移動，應將程序改為：
……
N20 G00 X-50 Y-50;
N30 G17 G41 G01 X-30 Y-30 F150 D01;
N40 Z-5;
N50 Y30;
……
4、應用技巧
（1）由于刀具的磨損或因換刀引起的刀具半徑變化時，不必重新編程，只需修改相應的刀補值即可。刀具在磨損的情況下仍然能夠加工出規格一致的工件。
（2）利用刀具半徑補償實現粗、精加工。刀補表中的半徑值是確定刀具補償量的，可用同一程序通過修改刀補值對零件實現粗、精加工。按零件輪廓編程后，將刀補表中D 賦值，設為R+Δ，R 為刀具半徑，Δ 為精加工余量。在精加工時，將D 賦值為R，完成對零件的粗、精加工。
（3）控制輪廓尺寸精度。在實際加工中材料存在讓刀現象，對精度要求高的尺寸在精加工之后可能還存在偏差，達不到公差要求，通過檢測計算出修正值，然后修改刀補值進行補償加工，從而提高加工精度。
5、結論
刀具半徑補償在數控銑床中有著十分重要的作用和地位，是應用最廣最重要的指令。正確、靈活地使用刀具半徑補償功能，是簡化編程和提高零件精度的有效保證。
參考文獻：
[1] 韓玉勇. 數控機床與編程[M]. 北京: 國防工業出版社,2009.
[2] 羅瑞琳. 數控銑削加工中刀具半徑補償的應用及注意事項[J]. 廣西: 裝備制造技術,2006.
[3] 彼得·斯密德[ 美]. 數控編程手冊[K]. 化學工業出版社,2005.
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