0 引言

　　刀具補(bǔ)償功能能實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心的軌跡，以及在刀具半徑和長(zhǎng)度發(fā)生變化(如刀具更換、刀具磨損)時(shí)，可對(duì)刀具半徑或長(zhǎng)度作相應(yīng)的補(bǔ)償，而不需要修改程序。編程指令有：G40：取消刀具半徑補(bǔ)償，沿程序路徑進(jìn)給；G41：左偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件左側(cè)進(jìn)給；③G42：右偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件右側(cè)進(jìn)給；④G43：刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償，即將坐標(biāo)尺寸字與H代碼中的長(zhǎng)度補(bǔ)償量相加，按其結(jié)果進(jìn)行Z軸運(yùn)動(dòng)；⑤G44：刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償，即將坐標(biāo)尺寸字與H代碼中的長(zhǎng)度補(bǔ)償量相減，按其結(jié)果進(jìn)行Z軸運(yùn)動(dòng)；G49：取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，沿程序指定的Z坐標(biāo)進(jìn)行z軸運(yùn)動(dòng)。在實(shí)際數(shù)控加工中正確應(yīng)用刀具補(bǔ)償是提高加工質(zhì)量的關(guān)鍵，下面對(duì)刀具補(bǔ)償功能在各種數(shù)控加工中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 數(shù)控車床中刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

　　編制數(shù)控車床加工程序時(shí)，理論上是將車刀刀尖，看成一個(gè)點(diǎn)，但為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓弧(一般圓弧半徑R在0.4～1.6之間)，所以實(shí)際切削時(shí)起作用的切削刃是圓弧的兩個(gè)切點(diǎn)，很顯然假想刀尖點(diǎn)與實(shí)際切削點(diǎn)是不同點(diǎn)，所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對(duì)刀尖圓角半徑進(jìn)行補(bǔ)償，僅按照工件輪廓編制的程序來加工，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生加工誤差。

　　現(xiàn)代機(jī)床基本都具有刀具補(bǔ)償功能，對(duì)于具有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能(即G41左補(bǔ)償和G42右補(bǔ)償功能)的數(shù)控車床，對(duì)應(yīng)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)，都有一組偏置量X、Z、R(刀尖半徑補(bǔ)償量)和T(刀尖方位號(hào))。編程人員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進(jìn)行編程，在數(shù)控加工前必須在數(shù)控機(jī)床上的相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)中輸入刀具圓弧半徑值，加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑自動(dòng)計(jì)算假想刀尖軌跡，進(jìn)行刀具圓角半徑補(bǔ)償，完成零件的加工。刀具半徑變化時(shí)，不需修改加工程序，只需修改相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)的圓弧半徑值即可。

　　加工中，用圓頭車刀進(jìn)行車削加工時(shí)，實(shí)際的兩個(gè)切削點(diǎn)分別決定了X向和Z向的加工尺寸。為了簡(jiǎn)化編程和操作，加工前往往根據(jù)裝刀位置、刀具形狀確定刀尖方位號(hào)，直接通過機(jī)床面板上的功能鍵OFFSET分別設(shè)定各刀具的X向和z向的補(bǔ)償值，在加工時(shí)調(diào)用相應(yīng)刀具的補(bǔ)償號(hào)即可。根據(jù)所加工零件的尺寸精度，可修改所用刀具的X向和Z向補(bǔ)償值，以提高零件的加工精度。

2 刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑削時(shí)的應(yīng)用

　　2.1 銑削零件的內(nèi)輪廓和外輪廓

　　銑削零件的內(nèi)輪廓和外輪廓時(shí)，按零件的輪廓來編程，程序中應(yīng)用T指令和G41或G42指令，在加工之前，通過機(jī)床面板的功能鍵OFFSET將刀具的半徑設(shè)定為刀具半徑補(bǔ)償值，就可以實(shí)現(xiàn)刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償，完成內(nèi)(外)輪廓的銑削。

　　2.2 實(shí)現(xiàn)零件粗、精加工

　　在實(shí)際加工中，為了簡(jiǎn)化程序，零件的粗、精加工都采用一個(gè)程序和同一把刀具來完成，租加工時(shí)把刀具半徑補(bǔ)償值增加一個(gè)精加工余量△，精加工時(shí)將刀具半徑補(bǔ)償值設(shè)為刀具實(shí)際半徑值?；蛘吒鶕?jù)零件的實(shí)際輪廓編成子程序，分別把粗、精加工的刀具補(bǔ)償值設(shè)在不同刀具補(bǔ)償號(hào)里，在粗加工和精加工時(shí)分別調(diào)用子程序并調(diào)用不同的刀具補(bǔ)償號(hào)即可。

　　2.3 提高加工精度

　　當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后，刀具半徑變小，根據(jù)磨損量，修改相應(yīng)刀具的半徑補(bǔ)償值，可減少由于刀具磨損等造成的誤差，提高加工精度。在首件試切時(shí)，為了不浪費(fèi)材料，也采取增加刀具補(bǔ)償值的方法，根據(jù)實(shí)際測(cè)量值，再計(jì)算修改刀具補(bǔ)償值，進(jìn)行生產(chǎn)加工。

3 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償在數(shù)控加工中心的應(yīng)用

　　加工中心具有自動(dòng)換刀裝置，在加工過程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。由于所用的刀具長(zhǎng)度不同，每次換刀后，刀具在Z向運(yùn)動(dòng)時(shí)，需對(duì)刀具進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償。

　　3.1 進(jìn)行分層銑削

　在實(shí)際加工中，由于刀具的有效切削長(zhǎng)度有限、機(jī)床的承載能力有限，在銑削z向深度尺寸較大的零件時(shí)，需要分層銑削。利用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，以零件實(shí)際輪廓編程，加工前根據(jù)加工深度，分層設(shè)置刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，加工時(shí)調(diào)用相應(yīng)層的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)即可進(jìn)行分層銑削。

　　3.2 空運(yùn)行程序

　　在實(shí)際加工中，為了檢驗(yàn)程序的正確性與合理性，在加工之前，要對(duì)程序進(jìn)行空運(yùn)行。這時(shí)，給一個(gè)較安全的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，使刀具抬起在工件上方較安全的高度上空運(yùn)行程序，通過加工軌跡來檢驗(yàn)程序的正確與否。

4 加工舉例

　加工圖1所示內(nèi)、外輪廓(以FANUC—OI系統(tǒng)加工中心編程)。

圖1內(nèi)、外輪廓銑削

　　外輪廓加工采用刀具半徑左補(bǔ)償，沿P1～P2切入，沿P3～P4切出；內(nèi)輪廓加工采用右補(bǔ)償，切人段為P5～P7，切出段為P6～P5。外輪廓加工完畢取消刀具半徑左補(bǔ)償，刀具至P4點(diǎn)，抬刀后至P5，再建立刀具半徑右補(bǔ)償。內(nèi)、外輪廓均采用半徑為R10平底銑刀加工，內(nèi)輪廓加工前先鉆孔，鉆頭為T01，銑刀為T02。

銑削加工數(shù)控程序如下：

　　在使用刀具半徑補(bǔ)償時(shí)需要注意：在建立刀具補(bǔ)償時(shí)，一定要有一段不為零的直線運(yùn)動(dòng)，而且一般運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度要大于刀具半徑值。