数控铣削加工中刀具半径补偿问题的探讨 摘 要 本文主要是关于数控铣削加工中刀具半径补偿问题的探讨刀具半径补偿是数控铣削加工中的常用功能，本文就数控铣削加工中刀具半径补偿的建立和取消、刀具半径补偿量的指定和计算方法、刀具半径补偿功能的应用等进行了介绍在数控铣床上进行工件轮廓的数控铣削加工时，由于存在刀具半径，使得刀具中心轨迹与工件轮廓（即编程轨迹）不重合如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹，即在编程时给出刀具的中心轨迹点划线轨迹 在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)， 刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合刀具半径补偿中出现的过切现象（即干涉）指的是在零件加工过程中，刀具按照程序设定的轨迹运动，由于使用了刀具补偿功能，在执行某些指令时，出现或可能出现刀具过渡切削零件的现象 关键词：数控铣削；刀具半径补偿；探讨 目录 第一章 刀具半径补偿功能的简介 ................................................................................................... 1 1.1一般编程方法 ........................................................................................................................... 1 第二章 刀具半径补偿的编程方法和指令格式 ............................................................................... 3 第三章 刀具半径补偿计算 ............................................................................................................... 4 3.1.刀具半径补偿原理 .................................................................................................................. 4 3.2 刀具半径补偿的相关问题....................................................................................................... 5 第四章 刀具半径补偿过程中应注意的问题 ................................................................................. 11 4.1刀具半径补偿过程中的过切现象及其解决方法 ................................................................. 11 第五章刀具半径补偿功能的应用 ................................................................................................... 13 第六章 结束语.................................................................................................................................. 16 参考文献 ............................................................................................................................................ 17 致 谢 ................................................................................................................................................ 18 第一章 刀具半径补偿功能的简介 在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)， 刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。
如在图1中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值这种偏移，称为刀具半径补偿 1.1一般编程方法 无论是车削还是铣削，在对轮廓加工时，用刀具半径补偿功能可以简化编程当车削加工时，若采用假象刀尖作为刀位点，在加工锥度或圆弧时，会产生欠切或过切现象如图1所示只有控制刀尖的圆弧中心作为刀位点，才能避免欠切与过切现象 图1-1控制假象刀尖时的欠切与过切现象 用立铣刀进行轮廓铣削时，由于刀位点在铣刀底面与回转中心的交点处，只有当刀位点与轮廓偏离一个刀具半径时，才能加工出合格的尺寸来 具备刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具 半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工 件轮廓操作时还可以用同一个加工程序，通过改变刀具半径的偏移量，对零件轮廓进行粗、精加工。
G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿，如图2a所示；G42为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿，如图2b所示；G40为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42指令无效G40必须和G41或G42成对使用 第 1 页 图1-2刀具半径补偿 在数控铣床上进行工件轮廓的数控铣削加工时，由于存在刀具半径，使得刀具中心轨迹与工件轮廓（即编程轨迹）不重合如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹，即在编程时给出刀具的中心轨迹点划线轨迹其计算相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，并修改程序这样既复杂繁锁，又不易保证加工精度现代CNC系统均具有刀具半径补偿功能，维修人员只需要按工件加工轮廓进行数值计算和编写程序，系统能根据输入的刀具直径计算刀具中心轨迹坐标，指令刀具偏离工件一个刀具半径值的距离，即进行刀具半径补偿。
刀具半径补偿功能是简化编程的重要手段本文主要是关于数控铣削加工中刀具半径补偿问题的探讨刀具半径补偿是数控铣削加工中的常用功能，本文就数控铣削加工中刀具半径补偿的建立和取消、刀具半径补偿量的指定和计算方法、刀具半径补偿功能的应用等进行了介绍 第 2 页 第二章 刀具半径补偿的编程方法和指令格式 以FANUC系统为例，刀具半径补偿功能指令代码有G41、G42、G40，它们是一组模态代码G41（G42）为刀具半径左（右）补偿指令，即沿刀具相对于工件运动的进给前进方向看，刀具位于工件编程轮廓的左（右）侧G40为撤销刀具半径补偿指令，是系统开机后的默认状态，G40有效时刀具中心运动轨迹与工件编程轨迹重合 刀具半径补偿功能刀具半径补偿指令 G40，G41，G42 刀具半径补偿指令格式如下：G17 G41(或G42) G00(或G01) _ Y D或G18 G41(或G42) G00(或G01) _ Z D或G19 G41(或G42) G00(或G01) Y Z D。
1 刀具补偿方向G41是相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补G42是相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补从刀具寿命、加工 刀具半径补偿功能刀具半径补偿指令 G40，G41，G42 刀具半径补偿指令格式如下： G17 G41(或G42) G00(或G01) _ Y D 或G18 G41(或G42) G00(或G01) _ Z D 或G19 G41(或G42) G00(或G01) Y Z D； G40 图2-1刀具补偿方向 G41是相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补如图6.1a所示这时相当于顺铣G42是相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补如图6.2b所示这时相当于逆铣从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言，顺铣效果较好，因此G41使用较多 第 3 页。