铣削加工中刀具半径补偿的运用
刀具半径补偿功能的应用
钻0孔的中心孔 钻1孔的中心孔 钻2孔的中心孔 钻3孔的中心孔 钻4孔的中心孔 钻5孔的中心孔 钻6孔的中心孔 Z轴提高
“十三五”规划教材 机电类
数控铣削
项目五 孔加工
任务 数控铣床钻孔加工
孔类零件数控铣削加工程序
M05 M09 M00； G90 G54 M03 S600 M08；
加工程序（FANUC系统
参考程序
子程序 子程序名 1→2（见图8-5），建立刀具半径补偿 2→3 3→4 4→5 5→6 6→7 7→8 8→9 9→10 10→11 11→3 3→12 12→1，取消刀具半径补偿 子程序结束
“十三五”规划教材 机电类
数控铣削
任务 子程序的应用
项目四 相同形状轮廓铣削
子程序的概念 1、子程序的定义：数控加工一个工件时若有几处形状相同，或刀具运 动轨迹重复时，在编写加工程序中会反复出现几处内容完全相同的程序 段。把重复出现的程序段单独编成一个程序，存储在数控系统中，被其 它程序反复调用。这个程序称为子程序。 2、子程序的结构：子程序的格式与主程序相似，由子程序名、加工内 容程序段、结束指令组成。
N40 G00 Z5 M08 N50 G01 Z0 F60 N60 G03 X-4 Y-7 Z-1 I-3 N70 G03 X-4 Y-7 Z-2 I-3 N80 G03 X-4 Y-7 Z-3 I-3 N90 G03 X-4 Y-7 Z-4 I-3 N100 G03 X-4 Y-7 Z-4 I-3 N110 G01 X-10 Y-10 F100 N120 X10 N130 Y-3 N140 X-10 N150 Y3 N160 X10 N170 Y10 N180 X-10 N190 G01 X-10 Y0 N200 M98 P8002 D01 F120 N210 M98 P8002 D02 F60 S600 N220 G00 Z50 M09 N230 M05 N240 M30
刀具半径补偿在直线段建立零件外轮廓数控铣削加工
刀具半径补偿的概念
01
刀具半径补偿是指在进行数控铣 削加工时，根据刀具的实际半径 对加工的轮廓进行偏置，以补偿 刀具半径对加工精度的影响。
02
在实际加工中，刀具半径补偿通 常通过数控编程指令来实现，如 G40、G41、G42等。
刀具半径补偿的作用
提高加工精度
通过补偿刀具半径，可以减小因 刀具半径造成的加工误差，提高 零件的加工精度。
必要性
01
02
03
提高加工精度
刀具半径补偿能够修正刀 具半径对加工精度的影响， 确保零件外轮廓的准确性 和一致性。
简化编程
通过刀具半径补偿，可以 在编程时简化零件外轮廓 的描述，减少编程工作量。
提高加工效率
刀具半径补偿能够优化切 削路径，减少空行程和不 必要的加工，提高加工效 率。
刀具半径补偿在直线段建立零件外轮廓数控铣削加工中的 实现方式
CHAPTER
提高刀具半径补偿的精度
总结词
提高刀具半径补偿的精度是优化直线段建立零件外轮廓数控 铣削加工的关键。
详细描述
在实际加工过程中，由于刀具半径的存在，切削路径会受到 一定影响。为了减小这种影响，提高加工精度，需要对刀具 半径补偿进行精确计算和控制。可以采用高精度的测量设备 和算法，确保刀具半径补偿值的准确性。
直线段建立零件外轮廓的数控铣削加工方法
刀具半径补偿法
通过控制刀具半径的大小，实现对零 件外轮廓的精确加工。
数控编程法
CAD/CAM软件法
利用CAD/CAM软件进行零件建模和 加工模拟，生成数控程序，控制刀具 路径和切削参数，实现零件外轮廓的 加工。
通过编写数控程序，控制刀具的路径 和切削参数，实现零件外轮廓的加工。
刀具半径补偿原理及补偿规则
刀具半径补偿原理及补偿规则在加工过程中，刀具的磨损、实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。
为了最大限度的减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。
通过刀具补偿功能指令，CNC系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使机床自动加工出符合程序要求的零件。
1．刀具半径补偿原理（１）刀具半径补偿的概念用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。
如图所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；而加工外轮廓时，同样刀具中心也要向工件的外侧偏移一定距离。
由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。
零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。
另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。
为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。
数控编程时，只需依照刀具半径值编写公称刀心轨迹。
加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化，由系统自动计算，进而生成数控程序。
进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程。
这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。
刀具半径补偿原理（2）刀具半径补偿的数学处理①基本轮廓处理要根据轮廓尺寸进行刀具半径补偿，必需计算刀具中心的运动轨迹，一般数控系统的轮廓控制通常仅限于直线和圆弧。
对于直线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线的一条直线，因此，只要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标，刀具中心轨迹即可确定；对于圆弧而言，刀补后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心的一段圆弧，因此，圆弧的刀具半径补偿，需要计算出刀具中心轨迹圆弧的起点、终点和圆心坐标。
②尖角处理在普通的CNC装置中，所能控制的轮廓轨迹只有直线和圆弧，其连接方式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与圆弧连接。
数控铣削加工中的刀具半径补偿
Ｏ八 一科技
数控 铣 削加工 中的 刀具半 径补偿
３ ９
数控铣削加工中的刀具半径补偿
赵
（ 八 一 总厂工 艺室 零
琨
广元 ６８ １ ） ２ ０ ７
摘 要 ：本文介 绍 了铣床铣 削加 工 中刀具 半径补偿 的概 念 、加 工前 刀具半 径
２ 刀 具半 径 补偿 量 的 建 立 与撤 销
数控 铣 削加 工 刀具 半 径 补偿 分 为刀 具半 径 左 补偿 和刀 具 半径 右 补偿 ，分 别用 Ｇ １ ４ 和 Ｇ ２定义 。根 据 ＩＯ标准 ，沿刀具 前进 方 向刀具 中心轨迹 位 于零件 轮廓 的右边 时 ，称 为 刀 ４ Ｓ 具 半径右补 偿 ，如 图 ２ ｂ所示 。反之 称为 刀具半 径左 补偿 。如 图 ２ 所 示 。当不需 要进 行刀 ａ
点 。起刀 点坐标 为 （ ｌ ，一 Ｏ ） 一 Ｏ ｌ ，Ｏ 。 Ｎ ０￥ ０ ０ ；启动 主轴 。 ２ ９ ０Ｍ ３
Ｎ ０Ｇ１ ０ ４ ０Ｙ ０ ：建立 刀具半 ３ ７Ｇ １Ｇ １ ０ Ｄ １ Ｘ
径左补偿 ，刀具 半径 寄存器编 号 Ｄ １ ０。
Ｎ ０Ｙ ０ ４ ５ ：定 义首段零 件轮 廓。
维普资讯
４ ０
数控铣 削加 工中 的刀具 半径 补偿
Ｏ八 一科技
补偿计算 ，生 成实 际 的刀具 中心运 动轨迹 。 在进 行数 控加 工前 ，必须 预先设 置好 刀具半 径补偿 量 。刀具 半径补偿 量 的确定 ，通常 由有关代 码指 定 刀具 补偿 号 ，并 在代码 补偿 号 中输 入 刀具半 径补偿 量 ，刀具补偿 号必 须与
刀具编号 相对 应 。在加工 中 ，如果没有 更换 刀具 ，则该 刀具 号的 补偿 量一 定有效 。
g41的用法
g41的用法
G41和G42是数控加工中常见的刀具半径补偿指令，这种补偿功能在铣削工件轮廓时非常有用，它允许编程员直接按照工件图纸要求的轮廓来编程，而不必根据刀具半径人工计算刀具中心的运动轨迹。
G41是相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左补偿（补偿量可为正负值，属于模态指令）。
具体的判定方法是：假设工件不动，沿刀具前进方向向前看，刀具在零件左侧的为左补偿。
例如，当铣削一直径50mm的内孔并采用顺铣加工后，实际测量值为49.9mm，可以使用G41进行刀补补偿。
补偿量的计算方法如下：D=50-49.9=0.1，由于采用的是半径补偿，所以D=0.1/2=0.05。
由于采用的是顺铣，内孔需要加大，所以D为负值。
而G42则是相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右补偿（补偿量也可为正负值，同样属于模态指令）。
与G41相似，其判定方法是：假设工件不动，沿刀具前进方向向前看，刀具在零件右侧的为右补偿。
此外，G40是取消刀具半径补偿的指令。
在实际加工中，为了安全和精确，操作者需要清楚了解这些指令的含义和使用场景，并根据实际工件形状和尺寸选择合适的补偿方式。
数控铣削加工中的刀具半径补偿
数 控铣 削加工 中的刀具半径补偿
口 广 西机 电工程 学校 韦华红
【 摘
要 】 刀具半径补偿 功能在数
１ 刀 具 半 径 补 偿 的 工 作 过 程 。 刀 具 ．
工件 ，由刀 补方 向 Ｇ １ ４ 决定刀具 中 ４／ ２ Ｇ
心轨迹在原来 的编程 轨迹 基础上是伸 长 还 是缩短了一个刀具半径 值 。如下 图所
工
控装置能实 时 自动生 成刀具 中心轨迹 的
功能称为刀具半径 补偿 功能 。下 面我们
半径值 的距离。 ③刀补撤消 （４ ） Ｇ ０ 。即刀具 撤离工 件， 回到起刀点。和建立刀 具补偿一样 ， 刀具 中心轨 迹也要 比编程轨迹伸 长或缩
短一个刀具半径值的距离。
从 几方 面来讨论数控 铣削加 工中的刀具
Ｄ ；建立左 一 （
也 不必重新编程 ，只须修 改相应 的偏置
参数 即可。
补， 并指定刀具补偿值 ， 刀具半 径补偿 的
具体工作 由数 控系统 中的刀具半 径补偿
３ 减少 粗 、精加 工程序编制 的工作 ． 量 。由于轮廓加工往往 不是一道 工序能
完 成 的， 在粗加工时 ， 均要为精加 工工序
补偿功 能 ， 可大大简化编程 的工作量 。 具 体体现在以下三个方面 ： １实现根据编程 轨迹对刀 具 中心轨 ， 迹 的控制 。可避免在 加工 中由于刀具半
刀具半径补偿仅 在指定 的二维 坐标 平 面 内进 行 ，平 面 的 指定 由代 码 Ｇ１ ７
（Ｏ Ｘ Ｙ平面 ）Ｇ１ （ Ｏ ， ８ Ｘ Ｚ平 面 ）Ｇ ９ Ｙ Ｚ ， １ （Ｏ
① 刀补建立 。即刀具 以起刀点接近
⑦
匠霪匝珥囤圜
刀具半径补偿
通过自动计算并调整刀具中心轨迹， 可以减少人工干预，提高加工效率。
刀具半径补偿的基本原理
刀具半径补偿的实现方式
在数控加工中，通常通过数控编程软 件或控制系统中的补偿功能来实现刀 具半径补偿。
刀具半径补偿的计算方法
根据刀具半径大小和加工要求，通过 计算确定刀具中心轨迹的偏移量。
刀具半径补偿的步骤
在加工过程中，根据实际需要选择开 启或关闭刀具半径补偿，并根据需要 调整补偿参数。
在航空航天制造中，刀具半径补偿技术可 以用于控制飞机零部件和航天器零件的加 工精度，提高产品的可靠性和安全性。
04 刀具半径补偿的优点与局 限性
提高加工精度和表面质量
提高加工精度
通过补偿刀具半径，能够减小因刀具 半径而引起的加工误差，从而提高工 件的加工精度。
优化表面质量
刀具半径补偿技术能够减小刀具半径 对切削过程的影响，从而降低表面粗 糙度，提高工件表面质量。
高精度补偿技术
高精度补偿技术
采用高精度测量设备和算法，实现刀具 半径的高精度测量和补偿，提高加工零 件的表面质量和尺寸精度。
VS
精细化加工
通过高精度补偿技术，实现精细化加工， 减少加工余量和材料浪费，提高加工效率 和经济效益。
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根据刀具半径大小，在加工过程中自动计算并调整刀具中心轨迹，以保证加工 出的零件尺寸符合要求。
刀具半径补偿的重要性
提高加工精度
通过补偿刀具半径，可以减小因刀具 半径而引起的误差，提高加工精度。
提高加工效率
降低对操作人员技能要求
使用刀具半径补偿技术，可以降低对 操作人员技能水平的要求，使操作更 加简单易行。
刀具半径补偿在数控铣床加工中的应用
廓， 刀位点必须偏移零件 轮廓一个刀具半径 ， 这种偏
移 偿 的作 用 －
在 数控 铣 床上进 行 工件 轮廓 的铣 削 加工 时 ， 由于 立 铣刀 的刀 位 点在底 面 中心 点 ．如不 考 虑刀 具半 径 ，
直接按照工件轮廓编程虽然 比较方便 ， 但加工 出的零 件尺寸 比图样要求小一圈（ 加工外轮廓） 或大一圈（ 加 工 内轮廓）如图 １ ， 所示 。要想加工出合格的零件 ， 必 须 按 刀心轨 迹 进行 编程 。
Ｇ １Ｇ ２的判断方法 ： ４ 、４ ①刀具半径左补偿 Ｇ １ ４，
即沿 刀具 进 刀 方 向看 ，刀 具 中心偏 在 零 件 轮 廓 的左
１ 刀具半径 补偿 的原理
１１ 刀具 半径 补偿 的概 念 ． 由于刀 具 总有一 定 的刀 具半 径 ， 在零 件 轮廓 加工
过 程 中 。 具 刀位点 的运 动轨 迹 并不 是零 件 的实 际 轮 刀
时， 必须重新计算刀心轨迹 ， 并修改程序 。 这样既复杂 繁锁 ， 不易 保证 加工 精度 。应 用 刀具半 径 补偿 功 能 又 时． 就可 以忽略刀具半径 ， 直接用零件轮廓编程 ， 然后 把刀具半径补偿放在补偿寄存器里。 刀具磨损 、 重磨 、 换新刀 、 粗精加工等 ， 只需更改刀具半径补偿值 ， 并不 需要 更 改加 工程 序 。实践 证 明 ， 确合 理使 用 刀具 半 正
刀具 半径 补偿在数 控铣床
张景霞 ， 李泉 海
Ｔ． 中的应 用
（ ． 顺矿 业集团技 师学院， １ 抚 辽宁 抚顺 １ ３０ ；． １ ０ ８２沈阳农业 大学， 沈阳 １ ０６ ） １８ ６ 摘要 ： 刀具半径补偿指令 是数控铣床编程与加工 中应用最广 最重要的指令 ， 正确 、 理地 使用刀具半径补偿 对于复杂零件 简化编 合 程计算和提高零件精度具有举足轻重的作用。介绍刀具半径补偿 原理 ， 以实例说 明刀具半径补偿的过程。 关键词 ： 刀具半径 ； 补偿 ； 过切 ； 刀心轨迹 中图分类号 ：Ｇ ４ Ｔ ５７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４ １６ （０ １１— ０ ０ ０ １７ — １１２ １）２ ０ １— ４
刀具半径补偿在数控铣削中的应用
化时 ， 必须重新计算刀具 中心轨迹 ， 修改程序 ， 这样 既繁琐 ， 又 不易保证加工精度 。当数控系统具备刀具半径补偿 功能时 ， 数 控编程 只需按工件轮廓进行 ，数控系统 自动计算刀具 中心轨 迹， 使刀具偏离工件轮廓一个半径值 ， 即进行刀具半径补偿。
１ 刀具半径补偿 的使 用
点（ 图中 Ｂ点 ）使刀具在工件轮廓拐角处的过 渡采用 了直线过 ，
渡方 式 ， 图 ２ｂ中的 直 线 Ａ 如 （） Ｂ与 Ｂ 从 而 彻 底 解 决 了 Ｂ型 刀 Ｃ， 补存 在 的不 足 。 现在 大 多 数数 控 系统 都采 用 Ｃ型 刀补 。 因此 ， 下 面讨 论 的刀 具 半径 补 偿 都 指 Ｃ型 刀 补 的 刀具 半 径 补 偿 。
与 Ｇ １ Ｇ ２ 应 使 用 。 另外 刀具 补偿 还 必 须 用 Ｇ ７Ｇ１ 、 ４ 或 ４对 Ｉ 、 ８
‘ 堑刀补 Ｉ ）Ｂ
（ ｃ 刀卦 ｂ 塑 ） 图 ２ 刀 补 类 型
１３ 刀具半径补偿过程 ． 刀具半径补偿分三步 ， 如图 ３所示。 （１） 刀补建立。刀补建立指刀具从起点接近工件时 ， 刀具 中心与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹 偏离一个偏置量的过
程 。 该过 程 实 行 必 须有 Ｇ０ ０或 Ｇ 功 能 才有 效 。 Ｏ １
Ｇ１ ９命令选择的工作平面内进行 。
（ 刀补进行。 Ｇ １ Ｇ ２程序段后 ， ２） 在 ４ 或 ４ 程序进入补偿模
式 ， 时 刀 具 中 心 与 编 程 轨 迹 始终 相 距 一 个 偏 置 量 ， 到 刀 补 此 直 取消。
行精粗加工。 如图 ５所示 ， 刀具半径 ｒ ， 精加 Ｉ ： 余 ａ 粗加 ． ， 。 ｉ 时
偏 置跫 设 为 （＋ ）则 加 ］ 出点 画线 轮廓 ； 加 一 时 ， 同 一 程 ｒａ ， － 精 ｒ 用 ：
铣削加工中刀具半径补偿的运用
（ １ ） 设置刀具半径补偿值 ：程序启动之前 ，在刀具补偿参数区内
设 置 补 偿值 。
（ ２ ） 刀具半径补偿的建立 ： 刀具半径补偿 的建立就是在刀具从起 刀点 （ 起刀点位于零件轮廓之外 ， 距离加工零件轮廓切人点较近 ）以 进 给速度接近工件时 ，刀具中心轨迹从 与编程轨迹重合过渡到与编程
用变量 和给变量赋值 ，并能进行算术运算 、逻辑运算和条件转移，是 数控程序编制的高级形式。Ｆ Ｎ Ｎ Ｕ Ｃ Ｏ ｉ 系统 的变量编程 ，可利用Ｇ １ ０ 指 令和系统变量按照某种规律改变 刀具半径补偿值 ， 在程序同一轨迹 的
控制下 ，可实现对具有一定规律的边缘截面复杂曲面的加工 ，通用性 强。如工件任意轮廓的倒 圆、倒角加工 ，或圆孔， 圆柱的边缘倒圆 、 倒 角加工等 。 ３ 定刀具半径补偿 编程 实例 例 （ １ ）：编制图３ — ３ 所示零 件加 ＿ Ｔ程序 ：要求建立如 图所示的工 件 坐标 系 ，按箭 头所指路径 加工 ，设加工开 始时刀具离工 件上表面
Ｇ ０ ２ 、Ｇ ０ ３ 情况下均有效。 （ ４ ） 取 消补偿 ：使用Ｇ ４ ０ 指令取 消程序段偏置值 ，使刀具撤离工 件 ，回到起始位置 ， 从 而使刀具 中心与编程轨迹重合。以下 两种情况 之一发生时加工中心补偿模式将被取消。① 当程序 中给￣Ｃ ． ４ ０ 同时要有
∞ 掬 三 一
刀具半径补偿指令有Ｇ ４ １ 、 Ｇ ４ ２ 和ｃ ４ ０ 共３ 个指令。当刀具 中心轨迹 在编程轨迹前进方 向的左边时 ，称 为左刀补 ，用ｃ ４ １ 表示 ；刀具 中心轨 迹在编程轨迹前进方 向的右边时 ，右刀补 ，用Ｇ ４ ２ 表示 ；取消刀具半径
补偿 时用 （ 撇 示。
１ ． ３ 刀具 半径 补偿 执行 过程
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用摘要本文描述了数控加工中刀具半径对零件加工与编程的影响，分析了刀具半径补偿功能在数控加工中的正确使用方法，并针对刀具半径补偿功能在数控车削加工、数控铣削加工中的应用进行了介绍。
关键词半径补偿；数控加工；轮廓；程序随着现代数控成型刀具的普及使用，大大提高了企业的加工能力，但由于刀具总是具有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不是加工零件的实际轮廓。
若用刀具中心轨迹来编制加工程序，则程序的数学处理工作量大，当刀具半径发生变化时，则又还需重新修改或编制程序。
这样，编程会很麻烦。
利用刀具半径补偿功能，当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘（CRT/MDI）方式，人工输入刀具半径值，数控系统便会根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动，完成对零件的加工。
1 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿的应用1.1 刀尖圆弧半径补偿的分析数控车床编程时可以将车刀刀尖看作一个点，按照工件的实际轮廓编制加工程序。
但实际上，为保证刀尖有足够的强度和提高刀具寿命，车刀的刀尖均为半径不大的圆弧。
一般粗加工所使用的车刀的刀尖圆弧半径R为0.8 mm或1.2 mm；精加工所使用车刀的圆弧半径R为0.4 mm或0.2 mm。
切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动。
在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但在切削锥面和圆弧时，会造成过切或欠切现象。
因此，当使用车刀来切削加工锥面和圆弧时，必须将假设的刀尖的路径作适当的修正，使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。
1.2 刀尖圆弧半径补偿的方法对于采用刀尖圆弧半径补偿的加工程序，在加工前要把刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。
刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿值来加入或取消。
数控铣削加工中刀具补偿的应用
收 稿 日期 ：００ １－ ４ ２ １— １ ２
作者简 介 ： 邹竹青（９ ７ ） 女 ， １ ７ － ， 江苏淮安人 ， 讲师 ， 学士学位 ； 研究方 向为数控 、 图 、 ｕｏ Ａ 制 Ａ ｔ Ｄ。 Ｃ
１ ３１
Ｅｑ ｐｍｅ ｔ ａ ｕ ａ ｔｉ ｇＴｅ ｈｎ ｌｇ ． ２ ｕｉ ｎ Ｍ ｎ ｆ ｃｒｎ ｃ ｏｏ ｙ Ｎｏ２， ０１１
基准 面 ， 刀柄 的端 面与 主 轴轴 线 的交 点 ， 为 刀具 把 定 的零 点 。刀 头 的端 面 到刀 柄 的端 面 （ 刀具 零 点 ） 的距
同大小 的刀具 补偿 半 径值 ，而逐 步 减少 切削 余 量 的 方法 ， 来达到 粗 、 精加 工 的 目的。如 图 ２所示 的工件 ， 采用 半径 为 尺 的刀具 ， 在粗 加 工时 ， 置刀具 半径 值 设
下 面 重 点 讨 论 刀 具 的 半 径 补 偿 和刀 具 的 长 度
补偿 。
点接 近 工件 时 ，刀具 中心从 与编 程 轨 迹 重合 过 渡 到
１ 刀具 的半径 补偿
若 数 控 装 置 不 具 备 刀具 半 径 自动 补偿 功 能 ， 要
与 编程 轨迹 偏 离 一个 偏 置 量 的过 程 。Ｇ １Ｇ ２只能 ４ 、４ 在 含有 Ｇ ０或 Ｇ １的程序 段有 效 。 ０ ０ （） ２ 刀补 的进行 。 刀补 一 旦建 立 ， 一 直有 效 ， 便 即 刀具 中心与 编 程轨 迹 始 终相 距 一 个 偏 置 量 ，直 到 刀
自动 刀具 补偿 功 能 。
经 过生 产 实 践 证 明 ，如果 能灵 活应 用 刀 具 半 径 补 偿 和 长 度补 偿 功 能 ，合 理 设 置刀 具 半径 补 偿 值 及
长度 补偿 值 ， 对数 控加 工 将有 重要 的 意义 。
第2-2讲数控机床的刀具补偿原理
直线插补 以第一象限直线段为例。用户编程时，给出要加工直线 的起点和终点。如果以直线的起点为坐标原点，终点坐 标为（Xe,Ye），插补点坐标为（X，Y），如右图所 示，则以下关系成立： 若点（X，Y）在直线上，则 XeY - YeX = 0 若点（X，Y）位于直线上方，则Xe Y- Ye X>0 若点（X，Y）位于直线下方，则 XeY - Ye X<0 因此取偏差函数F = XeY - YeX。 事实上，计算机并不善于做乘法运算，在其内部乘法运 算是通过加法运算完成的。因此判别函数F的计算实际 上是由以下递推迭加的方法实现的。 设点（Xi，Yi）为当前所在位置，其F值为F = XeYi YeXi 若沿+X方向走一步，则Xi+1=Xi+1 Yi+1=Yi Fi+1=XeYi+1—Ye Xi+1=XeYi—Ye(Xi+1) = Fi—Ye 若沿+Y方向走一步，则Xi+1=Xi Yi+1=Yi+1 Fi+1=XeYi+1—Ye Xi+1=Xe(Yi +1)—YeYi= Fi+Xe 由逐点比较法的运动特点可知，插补运动总步数n = Xe+Ye，可以利用n来判别是否到达终点。每走一步使 n = n - 1，直至n = 0为止。终上所述第一象限直线插补 软件流程如图下图所示。
节拍 起始 1
2
3 4 5 6
F1 = -2 < 0
F2 = 2 > 0 F3 = 0 F4 = -2 < 0 F5 = 2 >0
+Y
+X +X +Y +X
数控铣削中刀具半径补偿的应用
ｌ１ ＪＧ２ Ｇ９ 【 ４ｊ
Ｇ¨ｏ￣ Ｚ １ｏ／ ｝Ｙ ７ ４Ｇ ｘ Ｄ ／ ￣
一 一 一
其 中 ， ７ 定 的 ｘ、 Ｇ１ 确 Ｙ平 面最 为 常用 ， 故格 式 可简 化 为：
Ｇ１ Ｇ４Leabharlann ／ ４ Ｇ０ ／ １ ７ １Ｇ ２ ０ Ｇ０
径 补偿 值 。
２ 刀 具 半 径 补 偿 的 应 用
ｓｊ ｘ 主 ｎｖｅ ｅｕｎ ｉＦ 坌 Ｉ
数控铣 削 中刀具 半径补偿 的应用
曾 珍
（ 江西环 境工程职业学院机械与 电子 学院， 西 赣州 ３ １ ０） 江 ４ ００ 摘 要： 介绍 了刀具半径补 偿在数控铣 削加工中 的类 型， 分析 了应用 刀具半径 补偿 功能进行铣 削加工时的方法 和注 意事项 ， 并举例说 明利
用刀具半径补偿功能控制加 工精度的方法 。
关键 词： 数控铣削 ； 刀具半 径补 偿设定： 加工精度控制
Ｏ 引 言 在数 控铣 床 上铣 削轮 廓 时 ， 程 即按 刀具 中心 编写 刀 具轨 迹 。 编 零件 图往 往 只会 给 出零件 轮廓 的尺 寸 ，容 易得 到 的坐 标只 是轮 廓 坐标 。由于 刀具 半径 的存 在 ， 刀具 轨迹 和轮 廓 相差 甚远 ， 要 根据 需 轮 廓 坐标 计算 刀 具 中心轨 迹 ， 但如 果工 件 外形 比较 复杂 ， 算 的难 计 度 和 工作 量就 很 大 。为避 免计 算 ， 采用 刀具 半 径补 偿功 能 ， 可直 既
Ｇ４ Ｇ０ ／ １Ｘ Ｙ ０ ０ Ｇ０
（） １建立 刀具 半径补 偿的程 序段 ， 一般 应在 切入工 件之 前完 成 ；
作 为 活动 板来 夹紧 线棒 引 线定位 。在 操 作 时先将 中 板 拉开 使各 槽 ３ 有 足够 空间来 放置 引线头 ， 两层 引线 安放 好后 用液 压压 紧装 置一 将
刀具半径补偿方向的判定原则
刀具半径补偿方向的判定原则
摘要：
1.刀具半径补偿的定义和作用
2.刀具半径补偿方向的判定原则
3.刀具半径补偿的实际应用
4.总结
正文：
一、刀具半径补偿的定义和作用
刀具半径补偿是数控加工中一种常见的刀具补偿方式，其主要作用是在加工过程中自动调整刀具与工件之间的距离，以保证加工精度和表面质量。
通过设置刀具半径补偿，可以避免因刀具与工件之间的距离不准确而导致的加工误差。
二、刀具半径补偿方向的判定原则
在数控加工中，刀具半径补偿方向的判定原则主要取决于刀具的运行方向和加工轮廓的方向。
具体来说，如果刀具在加工过程中沿着加工轮廓的左侧运动，那么刀具半径补偿应该是正值，也就是所谓的左补偿；反之，如果刀具沿着加工轮廓的右侧运动，那么刀具半径补偿应该是负值，也就是所谓的右补偿。
三、刀具半径补偿的实际应用
在实际的数控加工中，刀具半径补偿的应用非常广泛。
例如，在铣削加工中，通过设置刀具半径补偿，可以保证铣刀在加工过程中始终与工件保持一定的距离，从而避免因刀具与工件之间的距离不准确而导致的加工误差。
四、总结
刀具半径补偿是数控加工中一种重要的刀具补偿方式，其主要作用是保证加工精度和表面质量。
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铣削加工中刀具半径补偿的运用
作者：贺林
来源：《卷宗》2013年第10期
摘要：刀具半径补偿是现代数控机床控制系统的一种基本功能。
在数控车铣床、加工中心加工工件时，特别是二维平面工件的轮廓加工，如果不考虑刀具的实际直径大小，加工出来的工件尺寸与实际要求的尺寸将不符（大一圈或小一圈）。
如果加入刀具半径补偿，刀具会自动偏移刀具半径值，这样就可以正确加工。
因此，理解刀具半径补偿并能正确灵活地使用刀具补偿功能，将简化编程，起到事半功倍的效果。
将刀具补偿和变量编程结合使用，还可实现一些复杂曲面的加工，在数控切削加工中有较强的实用价值。
关键词：轮廓加工；刀具；半径；应用；补偿
1 对刀具半径补偿的认识
1.1 刀具半径补偿的基本概念
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的电极丝半径等），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。
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。
1.2 刀具半径补偿指令
刀具半径补偿指令有G41、G42和G40共3个指令。
当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，右刀补，用G42表示；取消刀具半径补偿时用G40表示。
1.3 刀具半径补偿执行过程
（1）设置刀具半径补偿值：程序启动之前，在刀具补偿参数区内设置补偿值。
（2）刀具半径补偿的建立：刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点（起刀点位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近）以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值的过程。
刀具从起刀点接近工件，刀具中心轨迹的终点不在下一个程序段指定的轮廓起点，而是在法线方向上偏移一个刀具补偿的距离。
在该段程序中，动作指令只能用G00或G01。
（3）刀具补偿进行：在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。
此时半径补偿在G00、G01、G02、G03情况下均有效。
（4）取消补偿：使用G40指令取消程序段偏置值，使刀具撤离工件，回到起始位置，从而使刀具中心与编程轨迹重合。
以下两种情况之一发生时加工中心补偿模式将被取消。
①当程序中给出G40同时要有补偿平面内坐标轴移动时。
②当刀具补偿号为D00时。
2 刀具半径补偿的应用剖析
2.1 简化编程，提高精度，增加程序的柔性
使用刀具半径补偿指令可以按零件的轮廓直接编程，实现轮廓加工，从而简化编成，这是刀具半径补偿的一般应用。
然而实际加工中刀具补偿值并不一定完全等于刀具半径值，因此在首件加工时，为了不浪费材料，应采取适当增加刀具半径补偿值的方法，根据加工实测值和理论值之差，修正刀具半径补偿值，从而提高零件加工精度。
同一程序加工，当刀具磨损或重磨后，直径会发生变化，则需要通过修改刀具半径补偿值来获得所需的尺寸精度，增加程序的柔性。
2.2 同一程序实现零件粗、精加工
刀具半径补偿除了简化编程，外，还可以用修改刀补值的方法，实现用同一乘虚进行轮廓的粗、精加工。
粗加工阶段：刀具半径补偿值=刀具半径+精加工余量（单边）；在精加工阶段，刀具半径补偿值=刀具半径+修正值。
2.3 设置正、负刀具半径补偿实现零件的等宽壁厚加工
一般情况下，刀具半径补偿值应为正值。
如果出现补偿值为负值，则G41和G42功能相互替换。
利用这一特点，当加工相等宽度的、由直线和圆弧或者含有曲线的等距轮廓工件时，只需对一个轮廓进行编程即可：加工好第一个轮廓后，修改刀具半径补偿值，使刀具半径补偿值=-（刀具半径+轮廓宽度），即可实现对第二个轮廓的加工。
但在实际加工时，需要考虑建立刀具半径补偿和撤销刀具半径补偿时的刀轨，会不会造成对被加工工件的过切或与工件轮廓相干涉。
若造成影响，只需要修改或者撤消刀具半径补偿的轨迹即可。
同理，在模具加工中，利用同一程序也可以加工同一公称尺寸的内外两个型面，且可通过修改刀具半径补偿值保证配合精度。
2.4 使用刀具半径补偿和变量编程，实现对轮廓倒圆/倒角的加工
上述刀具半径补偿的应用，一般地，是在加工开始前将刀具半径补偿值输入到数控装置，加工过程中，刀具半径补偿值是保持不变的，称为定刀具半径补偿。
另一种情况，刀具半径补偿值在加工过程中需要按一定的规律改变，被称为变刀具半径补偿。
变刀具半径补偿需要与变量编程结合才能发挥作用。
所谓变量编程，即允许程序中使用变量和给变量赋值，并能进行算术运算、逻辑运算和条件转移，是数控程序编制的高级形式。
FNNUC0i系统的变量编程，可利用G10指令和系统变量按照某种规律改变刀具半径补偿值，在程序同一轨迹的控制下，可实现对具有一定规律的边缘截面复杂曲面的加工，通用性强。
如工件任意轮廓的倒圆、倒角加工，或圆孔/圆柱的边缘倒圆、倒角加工等。
3 定刀具半径补偿编程实例
例（1）：编制图3-3所示零件加工程序：要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指路径加工，设加工开始时刀具离工件上表面50mm，切削深度5mm。
O0001（主程序 10mm 立铣刀）
G40G80G49G21G94G17G16；（初始化）
G54G90G00X-10Y-10M3S800（建立工件坐标系）
Z50
Z2
G01Z-5F50
G42D01G01X10Y10F100（刀具补偿建立）
X30
G03X40Y20R10
G02X30Y30R10
G01X10Y20
Y5
G40G01X-10Y-10（刀具补偿取消）
M30
4 使用刀具半径补偿时常见的问题
4.1 刀补建立与取消
建立或撤消刀具半径补偿时，刀具必须在补偿平面内或G01方式下移动，且移动距离大于刀具半径补偿值。
4.2 刀具半径补偿过程中的过切现象及其解决方法
刀具半径补偿使用中出现的过切（即干涉）指的是在零件的加工过程中，刀具按照程序设定的轨迹进行运动，由于使用了刀具补偿功能，在执行某些指令时，刀具切削了非加工对象，即刀具过切。
（1）数控系统在启用刀具补偿功能后，一般情况下会出现两种情况的过切。
1）当使用半径补偿时，输入数控机床控制系统刀具补偿中的预设刀具半径值大于被加工零件的加工轮廓曲线的最小凹圆半径，在加工过程中控制系统执行到这段程序语句时，数控系统计算后会发生过切现象，机床停止运动，并给出刀具过切的报警信息，也称之为假过切现象。
解决的方法非常简单，刀具的半径应满足工件轮廓最小凹圆半径的原则即可。
2）加工程序完全可以执行，但在加工过程中刀具运动出现过切现象，程序执行时，数控机床控制系统并没有显示刀具过切的报警信息。
这种情况主要是由于程序编程不当引起的过切现象，导致被加工工件的报废。
5 结束语
灵活运用刀具半径补偿功能对简化手工编程，保证和提高加工精度，提高程序柔性，实现轮廓倒圆/倒角之类的曲面加工具有重要意义和价值。
参考文献
[1]徐国权.盐城技师学院，《机床结构编程与操作》
[2]何平.《数控加工中心操作与编程实训教程》，北京国防工业出版社，2006。