刀具半径补偿功能在数控加工中的应用

　　随着现代数控成型刀具的普及使用，大大提高了企业的加工能力，但由于刀具总是具有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不是加工零件的实际轮廓。若用刀具中心轨迹来编制加工程序，则程序的数学处理工作量大，当刀具半径发生变化时，则又还需重新修改或编制程序。这样，编程会很麻烦。

　　利用刀具半径补偿功能，当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘(CRT／MDI)方式，人工输入刀具半径值，数控系统便会根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动，完成对零件的加工。

1 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿的应用

　　1.1 刀尖圆弧半径补偿的分析

　　数控车床编程时可以将车刀刀尖看作一个点，按照工件的实际轮廓编制加工程序。但实际上，为保证刀尖有足够的强度和提高刀具寿命，车刀的刀尖均为半径不大的圆弧。一般粗加工所使用的车刀的刀尖圆弧半径R为0.8 mm或1.2 mm；精加工所使用车刀的圆弧半径R为0.4 mm或0.2 mm。切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动。在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但在切削锥面和圆弧时，会造成过切或欠切现象。

　　因此，当使用车刀来切削加工锥面和圆弧时，必须将假设的刀尖的路径作适当的修正，使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。

　　1.2 刀尖圆弧半径补偿的方法

　　对于采用刀尖圆弧半径补偿的加工程序，在加工前要把刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、e4o代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿值来加入或取消。其程序段格式为：

　　其中：G40为取消刀尖圆弧半径补偿；G41为建立刀具圆弧半径左补偿；G42为建立刀具圆弧半径右补偿。

　　图1表示了根据刀具与工件的相对位置及刀具的运动分析如何选用G41或G42指令。

图1刀具左右补偿

　　刀尖圆弧半径补偿值可以通过数控系统的刀具补偿设定画面设定。以广州数控GSK980T系统为例，如图2所示，时旨令要与刀具补偿编号相对应，并且要输入假想刀尖位置序号。假想刀尖位置序号是对不同形式刀具的一种编码，如图3所示。

图2刀具补偿设定画面 

图3车刀刀尖位置码定义 

2 数控铣削加工中刀具半径补偿的应用

　　2.1 刀具半径补偿的目的

　　在数控铣床，加工中心上进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心的轨迹与工件轮廓不重合。如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是很方便，但加工出的零件尺寸会比图样尺寸要求小一个铣刀直径值(加工外轮廓时)或大一个铣刀直径值(加工内轮廓时)，为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是刀具半径补偿。