数控编程- 刀具补偿指令及其编程方法
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2020/4/19
A
1
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
6.1 刀具半径补偿
一、刀具半径补偿的概念
实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零件 轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应该 与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。
使刀具的刀位点正确运动有两种方式： 1、 加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工； 2、 按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件轮 廓和刀具半径R，自动计算出刀具中心轨迹。
2020/4/19
A
2
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
一般车刀均有刀尖半径，即在车刀刀尖部分有 一圆弧构成假想圆的半径值 。
Z轴方向 刀尖位置
P 假想刀 尖位置
图6-1 车刀刀尖
X 轴方向 刀尖位置
2020/4/19
A
3
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具中心运动轨迹
工件轮廓 外轮廓切削
图6-2 刀具路径
2020/4/19
A
内轮廓切削
4
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
用假想刀尖（实际不存在）编程时，当车外径或端 面时，刀尖圆弧大小并不起作用，当车削倒角、锥面 或圆弧时，则会引起过切或欠切。
X
刀尖
过切削切削残留
刀尖路径
程序路径 切削残留
切削残留
假 想Z 刀 尖 位 置
图6-3 车刀刀具路径
切削残留 工件精加工形状 （程序路径）
2020/4/19
A
5
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
二、刀具补偿的作用与意义
轮廓复杂
引入刀具补 偿功能
简化编程
刀具更换
刀具磨损
2020/4/19
A
6
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
三、刀具半径补偿指令及其编程
1、指令G41、G42 、G40 G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的左边； G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的右边； G40为取消刀补。 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
G 41
G 42
G 42
G 41
(a)
(b )
(c)
图6-4 刀具半径补偿方向判断
2020/4/19
A
(d )
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
a) 外轮廓补偿 b) 内轮廓补偿 图6-5 刀具半径的左右补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2、刀具半径补偿方向的判别 沿刀具切削方向，如果刀具位于工件左侧，则为左补偿， 用G41表示； 反之，若刀具位于工件右侧，则为右补偿，用G42表示。
图6-6 刀具半径补偿方向判断
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
3、使用刀具半径补偿的注意事项 (1)使用刀具半径补偿时应避免过切削现象。这又包括以 下三种情况：
① 使用刀具半径补偿和取消刀具半径补偿时，刀具 必须在所补偿的平面内移动，移动距离应大于刀具补偿 值。
② 加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补 偿将产生过切削，如图6-5所示。只有过渡圆角R≥刀具 半径r＋精加工余量的情况下才能正常切削。
③ 被铣削槽底宽小于刀具直径时将产生过切削，如 图6-6所示。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具轨迹
程序轨迹
报警停止
机床不停止会导致过切削
图6-7 刀具半径大于工件内凹圆弧半径
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
机床不停止会导致过切削
图6-8 刀具半径大于工件槽底宽度
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
(2)G41、G42、G40须在G00或G01模式下使用， 现在有一些系统也可以在G02、G03模式下使用。 (3)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试运行之前须设定在刀 具半径补偿存储器中。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
四、应用实例
例1：
X
Y 图6-9
G17 G41 G02 X0 Y-10 I-10 J0 D01
左补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
数控加工程序代码为：
G17G42G02X0Y-10I-10J0 D01
刀具半径补偿取消则用G40。
图6-10
右补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
1
G41/G42建立 刀补
2
刀补一旦建立， 就一直维持该 状态直到刀补 撤消为止
3
程序执行到撤 消 指 令 G40 时 ， 刀补结束，刀 具撤离工件回 到退刀点
刀补的建立
刀补的进行
刀补的取消
刀具半径补偿程序实现的三个步骤
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例2：
N10 G90 G92 X-10 Y-10 Y
N20 S900 M03
5
N30 G17 G01 G42 X0 Y0
D01
刀具半径补偿建立
0 4 0
NN4500 XY4500
W
刀具半径 N60 X40 Y50
补偿进行 N70 X0
5 0 （－10，－10）
X
N80 Y0
起刀点/退刀点
N90 G40 X-10 Y-10
刀具半径补偿取消
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图6-11
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例3：见图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时 刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm。
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图6-12 A
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50 N20 G90 G17 G00 N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 N35 Z2 M03 S500 N38 G01 Z-10 F200 N40 G01 Y50.0 F100 N50 X50.0 N60 Y20.0 N70 X10.0 N80 G00 Z50 M05 N85 G40 X0 Y0 N90 M30
由G17指定刀补平面 启动刀补 刀补状态
解除刀补
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例4：
Y
O0010 N010 G92 X0 Y0；
N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01；
70
60
20
G
F
20
E
D
S800 M03 M08；
100
N030 G01 X80 Y0 F100；
N040 G03 X40 Y40 I0 J40；
C
N050 G01 Y60； N060 X-20；
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
6.1 刀具半径补偿
一、刀具半径补偿的概念
实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零件 轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应该 与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。
使刀具的刀位点正确运动有两种方式： 1、 加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工； 2、 按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件轮 廓和刀具半径R，自动计算出刀具中心轨迹。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
一般车刀均有刀尖半径，即在车刀刀尖部分有 一圆弧构成假想圆的半径值 。
Z轴方向 刀尖位置
P 假想刀 尖位置
图6-1 车刀刀尖
X 轴方向 刀尖位置
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具中心运动轨迹
工件轮廓 外轮廓切削
图6-2 刀具路径
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A
内轮廓切削
4
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
用假想刀尖（实际不存在）编程时，当车外径或端 面时，刀尖圆弧大小并不起作用，当车削倒角、锥面 或圆弧时，则会引起过切或欠切。
X
刀尖
过切削切削残留
刀尖路径
程序路径 切削残留
切削残留
假 想Z 刀 尖 位 置
图6-3 车刀刀具路径
切削残留 工件精加工形状 （程序路径）
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
二、刀具补偿的作用与意义
轮廓复杂
引入刀具补 偿功能
简化编程
刀具更换
刀具磨损
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
三、刀具半径补偿指令及其编程
1、指令G41、G42 、G40 G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的左边； G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的右边； G40为取消刀补。 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
G 41
G 42
G 42
G 41
(a)
(b )
(c)
图6-4 刀具半径补偿方向判断
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(d )
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
a) 外轮廓补偿 b) 内轮廓补偿 图6-5 刀具半径的左右补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2、刀具半径补偿方向的判别 沿刀具切削方向，如果刀具位于工件左侧，则为左补偿， 用G41表示； 反之，若刀具位于工件右侧，则为右补偿，用G42表示。
图6-6 刀具半径补偿方向判断
2020/4/19
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
3、使用刀具半径补偿的注意事项 (1)使用刀具半径补偿时应避免过切削现象。这又包括以 下三种情况：
① 使用刀具半径补偿和取消刀具半径补偿时，刀具 必须在所补偿的平面内移动，移动距离应大于刀具补偿 值。
② 加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补 偿将产生过切削，如图6-5所示。只有过渡圆角R≥刀具 半径r＋精加工余量的情况下才能正常切削。
③ 被铣削槽底宽小于刀具直径时将产生过切削，如 图6-6所示。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具轨迹
程序轨迹
报警停止
机床不停止会导致过切削
图6-7 刀具半径大于工件内凹圆弧半径
2020/4/19
A
11
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
机床不停止会导致过切削
图6-8 刀具半径大于工件槽底宽度
2020/4/19
A
12
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
(2)G41、G42、G40须在G00或G01模式下使用， 现在有一些系统也可以在G02、G03模式下使用。 (3)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试运行之前须设定在刀 具半径补偿存储器中。
2020/4/19
A
13
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
四、应用实例
例1：
X
Y 图6-9
G17 G41 G02 X0 Y-10 I-10 J0 D01
左补偿
2020/4/19
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
数控加工程序代码为：
G17G42G02X0Y-10I-10J0 D01
刀具半径补偿取消则用G40。
图6-10
右补偿
2020/4/19
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
1
G41/G42建立 刀补
2
刀补一旦建立， 就一直维持该 状态直到刀补 撤消为止
3
程序执行到撤 消 指 令 G40 时 ， 刀补结束，刀 具撤离工件回 到退刀点
刀补的建立
刀补的进行
刀补的取消
刀具半径补偿程序实现的三个步骤
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例2：
N10 G90 G92 X-10 Y-10 Y
N20 S900 M03
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N30 G17 G01 G42 X0 Y0
D01
刀具半径补偿建立
0 4 0
NN4500 XY4500
W
刀具半径 N60 X40 Y50
补偿进行 N70 X0
5 0 （－10，－10）
X
N80 Y0
起刀点/退刀点
N90 G40 X-10 Y-10
刀具半径补偿取消
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A
图6-11
17
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例3：见图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时 刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm。
2020/4/19
图6-12 A
18
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50 N20 G90 G17 G00 N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 N35 Z2 M03 S500 N38 G01 Z-10 F200 N40 G01 Y50.0 F100 N50 X50.0 N60 Y20.0 N70 X10.0 N80 G00 Z50 M05 N85 G40 X0 Y0 N90 M30
由G17指定刀补平面 启动刀补 刀补状态
解除刀补
2020/4/19
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例4：
Y
O0010 N010 G92 X0 Y0；
N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01；
70
60
20
G
F
20
E
D
S800 M03 M08；
100
N030 G01 X80 Y0 F100；
N040 G03 X40 Y40 I0 J40；
C
N050 G01 Y60； N060 X-20；