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摘 要：在数控铣削加工中，灵活应用刀具半径补偿指令，既可以简化程序的编制，又能保证工件的加工质量。
关键词：数控铣削加工 半径补偿 灵活应用
中图分类号：TG21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0051-02
刀具半径补偿功能是数控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半径补偿功能是数控技术人员必备的知识技能。
1 刀具半径补偿的原理
由于铣刀的切削刃与刀具旋转中心有一个刀具半径值，所以刀具中心轨迹和工件轮廓不重合。按刀心轨迹进行编程（图中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，编程人员必须按刀具偏移的距离，重新编写程序，这样既繁琐，又容易出现计算失误，产生废品，甚至造成事故的发生（见图1）。
现代数控系统为此建立了有效的解决方案，即刀具半径补偿功能。在数控铣床的参数表中，设置了相应的存储器，专门用来存放刀具半径补偿值。
刀具半径补偿就是在编写程序时，不考虑立铣刀的半径值，加工程序按图纸要求的尺寸编写，运行程序时，数控系统使铣刀按照预先存入的刀具半径值，自动偏移工件轮廓线。
2 刀具半径补偿的方式
根据立铣刀的特点和工作方式，可分为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿刀具半径补偿有两种方式。顺着刀具前进方向看过去，刀具位于工件轮廓的左边时，称为刀具半径左补偿；刀具位于工件轮廓右边，称为刀具半径右补偿，如图2所示。
3 刀具半径补偿的过程
刀具半径补偿的过程分为三步，即刀补的建立、刀补的进行和刀补的取消，如图3所示。刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。刀补的进行：刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。刀补的取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。
4 刀具半径补偿指令和格式
刀具半径补偿指令格式为：
G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值；G41刀具左补偿，G42刀具右补偿。D为半径补偿值寄存器的地址号，后面常用两位数字，D00-D99为刀具补偿号。
取消刀具半径补偿指令格式为：
5 使用刀具半径补偿的技巧及注意事项
（1）为了保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点，建立和取消刀补只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圆弧指令。
（2）切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具半径补偿，可在工件外或需去除废料中进行刀补的建立，否则会产生过切现象，如图4所示。
（3）刀具切入、切出工件时，避免沿零件轮廓的法线方向切入或切出；应沿轮廓切线的方向切入或切出（如图5所示），以保证零件轮廓平滑过渡。刀具半径补偿结束用G40取消，取消时同样要防止过切。
（4）刀具半径补偿只能平面补偿，不要在刀具补偿状态下，连续出现两段或两段以上第三軸的移动指令。
（5）G41（G42）与G40之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。
6 刀具半径补偿指令的应用
如图6所示，选用￠10 mm的铣刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面轮廓。
参考程序（部分）：
7 结语
在加工中熟练应用刀具半径补偿功能，可实现高效率、高精度的在自动加工，充分发挥设备的功能，保证零件加工质量，尤其是在加工配合件时，具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 赵正文.数控铣床/加工中心加工工艺与编程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
[2] 陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3] 杨伟群.数控工艺培训教程[M].北京：清华大学出版社，2006.
关键词：数控铣削加工 半径补偿 灵活应用
中图分类号：TG21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0051-02
刀具半径补偿功能是数控加工中非常有用的功能之一，掌握刀具半径补偿功能是数控技术人员必备的知识技能。
1 刀具半径补偿的原理
由于铣刀的切削刃与刀具旋转中心有一个刀具半径值，所以刀具中心轨迹和工件轮廓不重合。按刀心轨迹进行编程（图中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，编程人员必须按刀具偏移的距离，重新编写程序，这样既繁琐，又容易出现计算失误，产生废品，甚至造成事故的发生（见图1）。
现代数控系统为此建立了有效的解决方案，即刀具半径补偿功能。在数控铣床的参数表中，设置了相应的存储器，专门用来存放刀具半径补偿值。
刀具半径补偿就是在编写程序时，不考虑立铣刀的半径值，加工程序按图纸要求的尺寸编写，运行程序时，数控系统使铣刀按照预先存入的刀具半径值，自动偏移工件轮廓线。
2 刀具半径补偿的方式
根据立铣刀的特点和工作方式，可分为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿刀具半径补偿有两种方式。顺着刀具前进方向看过去，刀具位于工件轮廓的左边时，称为刀具半径左补偿；刀具位于工件轮廓右边，称为刀具半径右补偿，如图2所示。
3 刀具半径补偿的过程
刀具半径补偿的过程分为三步，即刀补的建立、刀补的进行和刀补的取消，如图3所示。刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。刀补的进行：刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。刀补的取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。
4 刀具半径补偿指令和格式
刀具半径补偿指令格式为：
G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值；G41刀具左补偿，G42刀具右补偿。D为半径补偿值寄存器的地址号，后面常用两位数字，D00-D99为刀具补偿号。
取消刀具半径补偿指令格式为：
5 使用刀具半径补偿的技巧及注意事项
（1）为了保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点，建立和取消刀补只能由G00或G01指令切入或切出，不能使用其他圆弧指令。
（2）切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具半径补偿，可在工件外或需去除废料中进行刀补的建立，否则会产生过切现象，如图4所示。
（3）刀具切入、切出工件时，避免沿零件轮廓的法线方向切入或切出；应沿轮廓切线的方向切入或切出（如图5所示），以保证零件轮廓平滑过渡。刀具半径补偿结束用G40取消，取消时同样要防止过切。
（4）刀具半径补偿只能平面补偿，不要在刀具补偿状态下，连续出现两段或两段以上第三軸的移动指令。
（5）G41（G42）与G40之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。
6 刀具半径补偿指令的应用
如图6所示，选用￠10 mm的铣刀在120 mm×100 mm×30 mm的毛坯上加工下面轮廓。
参考程序（部分）：
7 结语
在加工中熟练应用刀具半径补偿功能，可实现高效率、高精度的在自动加工，充分发挥设备的功能，保证零件加工质量，尤其是在加工配合件时，具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 赵正文.数控铣床/加工中心加工工艺与编程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
[2] 陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3] 杨伟群.数控工艺培训教程[M].北京：清华大学出版社，2006.