數控銑削加工中刀具半徑補償的應用技巧
2018-6-5 來源：上饒職業技術學院 作者： 汪曉菲，于小莎
摘要: 刀具半徑補償是數控銑床上重要的功能 ，合理使用刀具半徑補償功能在數控銑削加工中有著非常重要的作用。刀具半徑補償以及新工藝思路的巧妙應用往往可以簡化很多典型問題，甚至可以解決很多工程實例中的難題。就數控銑削加工中刀具半徑補償及其應用技巧等問題進行簡單闡述。
關鍵詞: 數控銑削; 刀具半徑補償; 應用技巧
0、引言
隨著現代數控加工技術的飛躍發展，引領了各行各業不斷的提高。數控銑削加工中，編程人員是根據零件圖紙上的輪廓尺寸進行編程的。但是，任何銑削刀具都是有半徑的，如果刀具中心沿著零件被加工輪廓運動，則加工結束后的零件尺寸肯定不是圖紙要求的理想尺寸。這樣就產生了編程輪廓和實際加工輪廓的不一致性。解決這個不一致性的最好方法是建立刀具半徑補償，編程人員只需按照零件圖紙上的尺寸進行編程，就能加工出圖紙要求的理想尺寸。
1 、刀具半徑補償的基本概念
數控系統的刀具半徑補償就是將計算刀具中心軌跡的過程交由數控系統執行，編程員假設刀具的半徑為零，直接根據零件的輪廓形狀進行編程。根據 ISO 標準，當刀具中心軌跡在編程軌跡( 零件輪廓) 前進方向的右邊時，稱為右刀補，用 G42指令實現; 反之稱為左刀補，用 G41 指令實現。當不需要進行刀具半徑補償時，則用 G40 取消刀具半徑補償。刀具半徑補償執行的過程一般可分為刀補的建立、進行、撤消三步完成。刀具半徑補償有 B 功能和 C 功能兩種補償形式。由于 B功能刀具半徑補償只能根據本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之間的過渡問題，使用時均將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性較差; C 功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓進行編程，因此，現代 CNC 數控機床幾乎都采用 C 功能刀具半徑補償。當采用 C 功能刀具半徑補償時，要求在建立刀具半徑補償程序段的后續兩個程序段中，必須含有指定補償平面的位移指令( G00、G01，G02、G03 等) ，否則，無法建立正確的刀具半徑補償。
2 、刀具半徑補償功能應用的技巧
2. 1 圓孔的加工
對于直徑為 32 m，孔深為 12 mm 的圓孔，在數控銑床上可直接用一把立銑刀完成。工藝及編程分析如下。
1) 刀具的選擇: 對于此類的圓孔，工件材料若為 45 鋼調質處理，可選一把硬質合金立銑刀，假定孔徑為 D、刀具直徑為 d、它們之間的關系應是: D/3 ＜ d ＜ D/2 分析計算后，發現可以在 12 和 14中選一種，所以最終確定選 14 的三刃立銑刀。
2) 由于數控銑床良好的機械性能，一般優先采用順銑。可以用“少吃走快”的方法，省去大部分的輔助工作時間。
3) 編程路徑的確定。注意一定要采用圓弧過度的切向切入和切出法，過度圓弧的半徑 r 必須大于刀具的半徑，且小于圓孔的半徑，否則，刀具路徑就不是我們想要的那樣。
4) 粗精加工的安排和程序處理。把刀具路徑編在一個子程序里，每次慢下刀 0. 5 mm，子程序連續調用 24 次，刀補值設定為 7. 2，即可完成粗加工。精加工只需調用一次子程序，一次下刀到孔底，走刀量減小 5 倍，刀補值設定為理論值，其他不變，即可完成精加工。
由此例可見，通過巧妙應用刀具半徑補償、選擇合理的刀具、制定最優化的刀具路徑和新工藝“少吃走快”的大膽應用，就能快速、高效、準確地加工出類似的孔類零件。
2. 2 內外壁的加工
要在一個平面上銑出一條封閉的溝槽，槽寬有精度要求。在數控銑床上也可用一把立銑刀完成。通過圖形和工藝分析，應選一把 12 硬質合金三刃立銑刀，加工思路也應該是“少吃走快”。現在關鍵的問題是圖素較復雜，各節點計算難度大。能不能通過巧妙地應用刀具半徑補償，使工作量大減、節約時間，又能合理地加工出類似的合格工件呢? 我們只需按尺寸標注，計算出內外壁各點坐標值，確定下刀點，按軌跡建立刀補編寫一個程序即可。采用此方法加工內外壁的特點就是只需編寫一個程序，通過不斷修改刀補值來完成內外壁的粗精加工。
當加工內壁時，把刀補值設為刀具半徑; 加工外壁時，刀補值設為( 槽寬 － 刀具半徑) 。這兩個例子很簡單，但是都比較典型，說明了數控銑削加工中刀具半徑補償應用的兩種思想。刀具半徑補償的應用遠遠不止這些，還有待于我們繼續探討。
3、結語
刀具半徑補償功能在數控銑削加工中有很重要的意義。編程人員僅需針對零件被加工輪廓編程即可; 現場加工操作人員只需通過操作面板修改刀補地址的數值，就可以精確控制件的加工過程以及加工精度。數控加工技術人員要不斷探索創新，積累操作經驗，才能正確掌握并且靈活運用刀具半徑補償功能。
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