数控铣削加工中刀具半径补偿的有关问题

　　开始切削加工前，在离开工件的位置预先加上工刀具半径补偿（通常在XOY 平面或与XOY 平面平行的平面上），之后进行Z 轴方向的切入。为保证程序运行后得到正确的工件轮廓而不产生过切，编程时必须注意加工程序的结构。

　　如图6 所示，在XOY 平面内(或平行于X O Y 平面的平面内) 使用刀具半径补偿功能( 有Z 轴移动)进行轮廓切削，设起点在(0，0，100)处，当刀具

　　半径补偿从起点开始时，由于接近工件及切削工件时要有Z轴移动，按以下程序加时就会出现过切现象，并且系统不会报警停止。

图6 刀具半径补偿轨迹

　　O 0001
　　N1 G90 G54 S1000 M03 ；
　　N2 G00 Z100 ；
　　N3 X0 Y0 ；
　　N4 G01 G41 X20 Y10 D01 F100 ；
　　 N5 Z2 ；
　　 N6 Z-10 ；
　　N7 Y50 ；
　　N8 X50 ；
　　N9 Y20 ；
　　 N10 X10 ；
　　N11 G00 Z100 ；
　　N12 G40 X0 Y0 ；
　　N13 M05 ；
　　N14 M30 ；

　　 根据刀具半径补偿功能编程规则，在XOY 平面内( 或平行于XOY 平面的平面内)建立刀具半径补偿后，不能连续出现两段Z轴的移动指令，否则会出现补偿位置不正确。当半径补偿从N4程序段开始建立的时候，数控系统只能预读其后的两个程序段，而N5、N6两段程序段都是Z 轴移动指令，没有XOY 平面内的坐标移动，系统无法判断下一步补偿的矢量方向，这时系统并不报警，补偿照样进行，但是N4 程序段执行后刀心轨迹目标点发生了变化，不再是图中的P 点，而是如图6b所示的P1点，这样就产生了过切(图中阴影部分)。为避免这种过切，可以在建立半径补偿之前，选择一个不会发生干涉的安全位置，使Z轴以快速运动接近工件后，再以进给速度进给到切削深度。将上述程序改为：

　　N1 G90 G54 S1000 M03；
　　N2 G00 Z100；
　　N3 X0 Y0；
　　N4 Z5；
　　N5 G01 Z-10 F100；
　　N6 G41 X20 Y10 D01；
　　N7 Y50；
　　N8 X50；
　　 N9 Y20；
　　 N10 X10；
　　N11 Z100；
　　N12 G40 X0 Y0 M05；
　　N13 M30。

　　 采用这个程序段进行加工，就可以避免过切的产生。

6 刀具半径补偿功能的应用

　　(1)刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如图7 所示，1 为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用同一程序。

图7 刀具直径改变化，加工程序不变

　　 (2)用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗、精加工。如图8 所示，刀具半径为r，精加工余量为△。粗加工时，输入刀具直径D=2（r+ △），则加工出虚线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具直径D=2r，则加工出实线轮廓。

P1——粗加工刀心轨迹

P2——精加工刀心轨迹

图8 利用刀具半径补偿进行粗精加工

　　(3)在现代数控系统中，有的已具备三维刀具半径补偿功能。对于四、五坐标联动数控加工，还不具备刀具补偿功能，必须在刀位计算时考虑刀具半径。