隨著現(xiàn)代數(shù)控成型刀具的普及使用，大大提高了企業(yè)的加工能力，但由于刀具總是具有一定的半徑，刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡并不是加工零件的實(shí)際輪廓。若用刀具中心軌跡來編制加工程序，則程序的數(shù)學(xué)處理工作量大，當(dāng)?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時(shí)，則又還需重新修改或編制程序。這樣，編程會(huì)很麻煩。

　　利用刀具半徑補(bǔ)償功能，當(dāng)編制零件加工程序時(shí)，只需按零件輪廓編程，使用刀具半徑補(bǔ)償指令，并在控制面板上用鍵盤(CRT／MDI)方式，人工輸入刀具半徑值，數(shù)控系統(tǒng)便會(huì)根據(jù)零件程序和刀具半徑自動(dòng)計(jì)算出刀具中心的偏移量，進(jìn)而得到偏移后的中心軌跡，并使系統(tǒng)按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)零件的加工。

1 數(shù)控車削加工中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

　　1.1 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆治?/p>

　　數(shù)控車床編程時(shí)可以將車刀刀尖看作一個(gè)點(diǎn)，按照工件的實(shí)際輪廓編制加工程序。但實(shí)際上，為保證刀尖有足夠的強(qiáng)度和提高刀具壽命，車刀的刀尖均為半徑不大的圓弧。一般粗加工所使用的車刀的刀尖圓弧半徑R為0.8 mm或1.2 mm；精加工所使用車刀的圓弧半徑R為0.4 mm或0.2 mm。切削加工時(shí)，刀具切削點(diǎn)在刀尖圓弧上變動(dòng)。在切削內(nèi)孔、外圓及端面時(shí)，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但在切削錐面和圓弧時(shí)，會(huì)造成過切或欠切現(xiàn)象。

　　因此，當(dāng)使用車刀來切削加工錐面和圓弧時(shí)，必須將假設(shè)的刀尖的路徑作適當(dāng)?shù)男拚怪邢骷庸こ鰜淼墓ぜ塬@得正確尺寸，這種修正方法稱為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。

　　1.2 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

　　對(duì)于采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)募庸こ绦?，在加工前要把刀尖半徑補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)輸入到刀補(bǔ)存儲(chǔ)器中，以便執(zhí)行加工程序時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀尖圓弧半徑所引起的誤差自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。刀尖圓弧半徑補(bǔ)償是通過G41、G42、e4o代碼及T代碼指定的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值來加入或取消。

　　其中：G40為取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償；G41為建立刀具圓弧半徑左補(bǔ)償；G42為建立刀具圓弧半徑右補(bǔ)償。

根據(jù)刀具與工件的相對(duì)位置及刀具的運(yùn)動(dòng)分析如何選用G41或G42指令。

　　刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值可以通過數(shù)控系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償設(shè)定畫面設(shè)定。以廣州數(shù)控GSK980T系統(tǒng)為例，

2 數(shù)控銑削加工中刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

　　2.1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康?/p>

　　在數(shù)控銑床，加工中心上進(jìn)行輪廓加工時(shí)，因?yàn)殂姷毒哂幸欢ǖ陌霃剑缘毒咧行牡能壽E與工件輪廓不重合。如不考慮刀具半徑，直接按照工件輪廓編程是很方便，但加工出的零件尺寸會(huì)比圖樣尺寸要求小一個(gè)銑刀直徑值(加工外輪廓時(shí))或大一個(gè)銑刀直徑值(加工內(nèi)輪廓時(shí))，為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個(gè)刀具半徑，這就是刀具半徑補(bǔ)償。

2.2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

　　2.2.1 建立刀具半徑

　　建立刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶罡袷剑?/p>

　　式中：G41是建立刀具半徑左補(bǔ)償指令；　　　　　G42是建立刀具半徑右補(bǔ)償指令；　　　　　X、Y為建立刀具半徑補(bǔ)償時(shí)G00~G01運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；　　　　　D為刀具半徑補(bǔ)償?shù)刂罚浞秶鸀镈00～D99，其值可在(CRT／MDI)方式輸入。

　　2.2.2 取消刀具半徑補(bǔ)償

　　2.2.3 刀具半徑的補(bǔ)償?shù)呐袆e方法

　　在處于補(bǔ)償平面的另一根軸的正方向上，沿刀具的移動(dòng)方向看，當(dāng)?shù)毒咛幱谇邢鬏喞髠?cè)時(shí)，即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng))，刀具位于工件輪廓的左邊，稱左補(bǔ)償，當(dāng)?shù)毒咛幱谇邢鬏喞覀?cè)時(shí)，即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng))，刀具位于工件輪廓的右邊，稱右補(bǔ)償。

　　2.2.4 刀具半徑補(bǔ)償值的設(shè)定

　　在MDt面板上，把刀具半徑補(bǔ)償值賦給D代碼，地址D所對(duì)應(yīng)的偏置存儲(chǔ)器中存人的偏置值通常指刀具的半徑值。若用來粗加工時(shí)，可以輸入比刀具半徑值大的數(shù)值，即輸入的數(shù)值的大小為刀具半徑值與加工余量之和。

　　2.3 刀具半徑補(bǔ)償在加工中的應(yīng)用

　　2.3.1 利用刀具半徑補(bǔ)償，簡(jiǎn)化程序的編制計(jì)算量

　　當(dāng)使用半徑為R的圓柱銑刀加工工件輪廓時(shí)，如果數(shù)控系統(tǒng)不具備刀具半徑補(bǔ)償功能，那么必須要按照偏離輪廓距離為R的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)據(jù)來編程，也就是說在加工工件輪廓時(shí)，要想得到實(shí)際的工件輪廓必須使刀具偏移實(shí)際輪廓的一個(gè)刀具半徑值。在按等距輪廓線編程后，若刀具半徑改變或刀具磨損后，要想加工出滿足要求的輪廓尺寸，就必須再次改變等距線寬度重新編程。這樣會(huì)給編程加工帶來很大的麻煩。對(duì)于有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，就不必計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，只要按照被加工工件的輪廓編程，同時(shí)在程序中給出刀具半徑的補(bǔ)償指令，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算后，偏置一定的距離后進(jìn)行走刀，加工出程序輪廓的工件，大大方便了計(jì)算，簡(jiǎn)化了編程的工作。

　　2.3.2應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償，調(diào)用同一程序銑削零件的內(nèi)輪廓和外輪廓

　　在加工同一公稱尺寸的內(nèi)輪廓和外輪廓時(shí)(即凸、凹型面)，可以按零件的輪廓來編程，并將其設(shè)置為子程序。在編制主程序時(shí)，充分利用刀具半徑補(bǔ)償功能G41或G42指令，并在加工前將刀具半徑設(shè)定為刀具半徑補(bǔ)償值輸入到對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償?shù)刂?，然后通過調(diào)用子程序的方法，就可實(shí)現(xiàn)刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償，完成內(nèi)外輪廓的加工。

　　另外，也可以將內(nèi)外輪廓編寫為同一程序(如統(tǒng)一按外輪廓編程)，在加工外輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為+D，刀具中心將沿輪廓外側(cè)切削；當(dāng)加工內(nèi)輪廓時(shí)，將偏置值設(shè)為-D，這時(shí)刀具中心將沿輪廓內(nèi)側(cè)切削。

　　2.3.3 運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)零件的粗精加工

　　在編制程序時(shí)，結(jié)合子程序調(diào)用，只要編制精加工程序，通過改變當(dāng)前刀具的半徑補(bǔ)償值就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輪廓的粗加工與精加工。當(dāng)把刀具半徑補(bǔ)償值改大，在加工外輪廓時(shí)，其外形尺寸就會(huì)變大；在加工內(nèi)型腔時(shí)，其內(nèi)輪廓尺寸就會(huì)變小。如此，可以根據(jù)輪廓與加工余量的大小，通過適當(dāng)修改(放大)刀具半徑補(bǔ)償值來進(jìn)行輪廓的粗加工與半精加工。半精加工后對(duì)工件進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，根據(jù)測(cè)量值與圖樣尺寸進(jìn)行比較后，修改精加工時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償值，再對(duì)工件進(jìn)行精加工。這樣就可以滿足加工的要求，加工出合格的產(chǎn)品。

　　2.3.4 利用刀具半徑補(bǔ)償，提高工件的加工精度

　　當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后，刀具半徑將發(fā)生變化，即刀具半徑將變小，這時(shí)可通過修改對(duì)應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償值，減少由于刀具磨損等造成的加工誤差，以提高工件的加工精度。另外，在進(jìn)行首件試切時(shí)，為保證首件產(chǎn)品質(zhì)量合格，而不至于浪費(fèi)材料，也采取改變刀具半徑補(bǔ)償值的方法來實(shí)現(xiàn)。即通過進(jìn)行試切后，根據(jù)實(shí)際測(cè)量值，再修改對(duì)應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償值，而后進(jìn)行半精加工與精加工，直到尺寸精度等都符合技術(shù)要求，即首件試切合格后轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。

　　刀具半徑補(bǔ)償功能有很重要的用途。在程序編制的過程中若能充分利用刀具半徑補(bǔ)償功能的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合子程序調(diào)用或宏程序來綜合應(yīng)用，不僅還可以解決任意的內(nèi)外輪廓的倒角、倒圓角，而且還降低了編程的難度、節(jié)約了時(shí)間、簡(jiǎn)化了編程，大大的提高了生產(chǎn)效率。