学文网摘要：刀具半径补偿功能被广泛的应用在数控切削加工中。在实际加工过程中，因为不同刀具的半径都不相同，所以在加工中会产生很大的轨迹误差及加工误差。因此，实际加工中要使用刀具半径补偿指令，使数控机床根据使用的刀具半径尺寸自动生成具有刀具半径补偿功能的轨迹，对简化程序的编写和控制并提高加工精度有很大的帮助。
关键词：
刀具半径补偿;程序;左补偿;右补偿;数控加工
【中***分类号】TG547
刀具半径补偿是现代数控加工的一种基本功能，在数控铣床、加工中心等机床上被广泛应用。我们在加工工件特别是二维平面加工工件时，如果不考虑刀具的实际半径大小那么加工出来的工件尺寸与实际要求的尺寸不符合，会偏大或偏小一个刀具半径。同时刀具半径补偿还可以将同一加工程序实现零件的粗精加工，简化了程序的编写。本文就对刀具半径补偿的相关内容做一些探讨。
一、刀具半径补偿的定义
零件加工程序通常是按零件轮廓编制的，但是数控机床在加工过程中使用的是刀具中心点，因此在实际加工前数控系统必须将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹。在数控铣床上进行轮廓加工时，由于铣刀有一定的半径，所以刀具中心轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比***样要求小了一个刀具半径或大了一个刀具半径，为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀具半径补偿指令。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具半径值输进数控系统存储器中，执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件外形，当刀具半径发生变化时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。实践证实，灵活应用刀具半径补偿功能，准确设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。
二、刀具半径补偿的判别方法
沿刀具的移动方向看，当刀具处在切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿，当刀具处于切削轮廓右侧时，称为刀具半径右补偿。
我们在使用刀具半径补偿的时候，首先要确定零件的加工路线，从而判断是使用刀具半径左补偿还是使用刀具半径右补偿。判定补偿方向是我们能够正确，快速编写程序的基础。
三、刀具半径补偿的过程
我们在建立或取消刀具半径补偿的时候，一定不能在切削过程中建立和取消，否则的话会影响零件的加工精度。下边用一个简单的100*100的长方形编程（编程原点为长方形的中心点）为例：
G17G90G40G49
G0G54X0Y0
Z30
M03S1000
G0X-65Y-50
Z-2
G01G42X-50D01(刀补的建立)
X50（刀
Y50补
X-50 进
Y-50 行）
G40Y-60 （刀补的取消）
G0Z30
M30
四、加工过程中的过切判别及避免技巧
刀具半径补偿除了能根据相邻两段编程轨迹的转接情况，自动进行刀具中心轨迹的计算外，还有一个显著的优点，即能避免过切现象。若编程人员因某种原因编制了肯定要产生过切的加工程序时，系统在运行过程中能提前发出报警信号，避免过切事故的发生。
在刀具半径补偿的切削程序段中，即从G41（或G42）开始的程序段到G40结束的程序段之间，FANUC系统对处理2个或更多刀具在平面内不移动的程序段，刀具将产生过切现象。
在编程序时，假如把刀具半径补偿引进与取消的程序段放在主程序中，那么当调用子程序（加工轮廓的程序）的次数超过1时，在切削第2次的时候就会出现过切现象。这主要由于在上面的程序中，程序段中有已超过2次以上没有X，Y方向上的移动，从而引起过切。此时可采取减少程序段的方法，把子程序名放到第一个程序段的段首；把M99放到最后一个程序段的段尾。在实际加工过程中，可能还有各种各样的过切削情况，限于篇幅，此处不逐一列举。
五、改变刀补值实现零件的粗、精加工
在数控车编程中有粗精加工编程指令循环，在加工过程中大大简化了程序的编写。在数控铣床的编程中没有粗精加工的循环指令可用，那么对一些余量较大的零件来说程序就会相当的复杂，并且容易出错。这时我们就可以利用改变刀补值来实现粗精加工的循环。在粗加工零件时可以把偏置量设为R+（R为刀具半径），为粗加工余量，设置前计算粗加工余量的次数，把分成合适的粗加工余量次数，实现粗加工循环。精加工时，根据粗加工的余量重新设置R，加工出符合要求的零件尺寸。
六、使用刀具半径补偿留意事项
上面阐述了对刀具半径补偿功能的使用在数控加工中的重要意义，但是在实际使用过程中还要注意以下几点事项：
1、在建立和取消刀具半径补偿功能时，一定不能在切削过程中建立和取消，否则会产生过切现象。
2、刀具半径补偿模式的建立与取消只能在G00和G01指令下才有效，而不能在G02/G03模式下建立和取消。
3、为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象，建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧。
4、D00-D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补偿。刀具补偿值在加工或运行之前必须设定在补偿存储器中，否则机床在实际加工过程中读取不到刀补值，无法建立刀具半径补偿。
总之，刀具补偿功能在数控加工中有着非常重要的作用，灵活、准确的运用刀具补偿功能并结合刀补原理正确编制程序是保证数控加工有效性、正确性的重要因素。
七、结论
当数控机床具有刀具半径补偿功能时会极大方便计算和编程，但在使用此项功能时应注意机床的硬件条件以及工件轮廓几何要素的过渡处的处理，以避免产生欠切削和过切等问题，提高工件的加工精度。生产实践表明灵活应用刀具半径补偿功能，公道设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。它给我们的编程和加工带来很大的方便，能大大地提高工作效率。
参考文献
[1] 朱勇.数控机床编程与加工.北京：中国人事出版社，2011
[2] 关雄飞.数控加工工艺与编程.北京：机械工业出版社，2011
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