数控铣床实习中刀具半径补偿的使用

数控铣床实习中刀具半径补偿的使用
摘要】随着科技的不断发展，生产效率越来越高且越来越复杂的机械系统大量
被投入使用，数控加工在现代制造业中彰显出越来越重要的地位。

由于机器和设
备的更新，机械加工类工人也必须由懂得相应专业的技术工人才能胜任。

【关键词】数控铣床；加工；刀具；补偿
【中图分类号】G712【文献标识码】B【文章编号】1005-9646(2009)02-0167-02
随着数控技术应用的普及，对数控操作工人的要求急增，因此在职业学校就读数
控专业的学生日益增多。

许多学生在进行数控铣床实习时，在编程中常常遇到这
样的问题：当准备编写用铣刀加工一个工件的外形的程序时，首先要根据工件的
外形尺寸和刀具的半径进行细致的计算，算出坐标值来明确刀具中心所走的路线。

此时所用的刀具半径只是这把铣刀的半径值，当辛辛苦苦编完程序后，发现这把
铣刀不太适合要换用其他直径的刀具，就要不辞辛苦地重新计算刀具中心所走的
路线的坐标值。

这对于一个简单的工件问题不太大，对于外形复杂的工件来说，
重新计算简直是太困难了。

一个工件的外形加工分粗加工和精加工，这样粗加工
程序编好后也就是完成了粗加工，接下来又要计算精加工的刀具中心坐标值，工
作量就更大了。

针对这种情况，如果我们教会学生技巧性的使用刀具半径补偿，这些麻烦就会迎
刃而解了。

本人结合自身多年教学实践经验，谈一谈在数控铣床实习教学中刀具
半径补偿使用方面的一些问题，并提出相应的措施进行解决。

1刀具半径补偿的作用
11刀具半径补偿的概念。

由于刀具总有一定的刀具半径，或刀尖部分有一定的
圆弧半径（如图1所示），所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不是
零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半径，这种偏移称为刀具半
径补偿。

因为有了刀具半径补偿，我们在编程时可以不要考虑太多刀具的直径大小了。

12刀具半径补偿的作用。

我们可以忽略刀具半径，直接用零件轮廓编程，避免
计算刀心轨迹，然后把刀具半径作为半径补偿放在补偿寄存器里。

临时更换铣刀
也好、进行粗精加工也好，我们只需更改刀具半径补偿值，就可以控制工件外形
尺寸的大小了，对程序基本不用作一点修改。

当用铣刀加工工件的外或内轮廓时，就用得上刀具半径补偿。

因为刀具半径补偿是一个比较难以理解和使用的一个指令，所以在编程中很多人不愿使用它，但是我们一旦理解和掌握了它，使用起来
对我们的编程和加工将带来很大的方便。

2刀具半径补偿的使用
刀具半径补偿的使用是通过指令G41、G42和G40来执行的。

如图2所示，沿刀
具切削进给方向垂直方向的左面和右面进行补偿，G41是左补偿，G42是右补偿，G40取消刀具补偿，刀具半径补偿号为D*。

图2中应特别注意使补偿有效的刀具
移动方向与坐标。

指令格式：G00
G01XYD;
G40G00/G01XY; 如图3所示：实线为编程路径（也就是工件轮廓），虚线为刀具
中心走刀路径，两者之间的距离为刀具半径值，也就是刀补值的大小。

在切削过
程中，刀具半径补偿的过程分为三个步骤：①刀补的建立（原点到A点）②刀
具补偿（A-B-C-D-A）③刀补撤消（A点-原点）。

刀具半径补偿使用注意事项：
(1)G41、G42的使用一定要在刀具进行切削之前执行，刀具半径补偿的起刀位置很重要，如
果使用不当加工的路径容易出错；
(2)刀补命令只能在G01、G00的程序段使用；
(3)G40的使用一定要等刀具完全切削完毕并安全地退出工件以后才能执行G40命令来取消补偿；
(4)在切削完成而刀具补偿结束时，一定要用G40使补偿无效；
(5)刀补值取刀具半径值；
(6)粗加工时，可将刀补值适当加大，留出精加工余量；
(7)加工后测得尺寸偏大，将多的值取一半减在现有刀补上；
(8)在刀具引进和退出工件时，应防止刀具与工件发生干涉。

3刀具半径补偿使用实例一
实例一：加工图4所示内外轮廓，用刀具半径补偿指令编写精加工程序。

分析：外轮廓加工：沿圆弧切线方向P1→P2 切入，加刀补G41；切出时沿切线方向P2→P3 ，取消刀补G40。

内
轮廓加工：P4→P5 为切入段，加刀补G42；P6→P4为切出段，取消刀补G40。

选用高度为
10mm、边长为120mm的正方形毛坯。

取刀具直径为8mm，设定刀补值D01=4程序：。