刀具半径补偿和子程序在数控铣削应用论文

刀具半径补偿和子程序在数控铣削的应用探讨摘要：文章结合教学实际，对刀具半径补偿和子程序的联合使用进行了积极的研究探索。主要阐述了刀具半径补偿及子程序的概念与意义；并通过实例说明刀具半径补偿和子程序在数控铣削中的重要应用。

abstract： the paper introduces the application of the cutter radius compensation and subroutine in combination with teaching fact to process programming and operation. a typical part serving as the example， the paper detailed describes the concept and significance of cutter radius compensation and subroutine， which offers the important application in cnc milling.

关键词：刀具半径补偿；子程序；数控铣削

key words： compensation of cutter radius；subroutine；cnc milling

中图分类号：tg62 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）32-0031-02

0 引言

在数控铣床上加工工件轮廓时，由于刀具半径的存在，使得刀心轨迹和工件轮廓不重合。如果编程人员根据工件轮廓编程，工件会被多切掉刀具的一个半径值。若在编程时候给出刀心轨迹，其计

算相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序既繁琐，又不易保证加工精度。为了简化编程，cnc可以在相对于加工形状偏移一个刀具半径的位置运行程序，而直线与直线或直线与圆弧之间相交处的过渡轨迹则由系统自动处理。事先把刀具半径值存在cnc刀具补偿列表中，刀具就能根据程序调用不同的半径补偿值并沿着偏移加工形状一个

刀具半径的轨迹运动，这个功能称为刀具半径补偿功能。如图1所示。

当刀具补偿概念出现并应用到数控系统中后，编程人员就可以直接按照零件轮廓编程；即使刀具半径发生变化也无需更改变加工程序，使得编程工作大大简化。同时，如果零件轮廓的深度较大时，可以将零件轮廓编写成子程序，利用主程序控制每次的加工深度，实现轮廓的加工。实践证明，灵活应用刀具半径补偿功能和子程序，在数控加工中有着重要意义。结合教学实际就刀具半径补偿和子程序在数控铣削加工中的应用进行探讨。

1 刀具半径补偿的应用

1.1 刀具半径补偿指令[2]

1.1.1 建立刀补格式

g17g18g19{g41/g42}{g00/g01}x■y■x■z■y■z■d■；

1.1.2 取消刀补格式

g17g18g19{g40}{g00/g01}x■y■x■z■y■z■；

其中，①在进行刀具半径补偿，必须用g17、g18、g19指定补

偿是在哪个平面上进行的。②x、y、z为所选插补平面内（g17、g18、g19）刀补建立或取消的终点。③g41、g42的判断方法：处在补偿平面外另一根轴的正方向上，沿刀具的进给方向观察，当刀具处在轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿；当刀具处在轮廓右侧时，称为刀具半径右补偿。④执行g41或g42事先一定要将刀具半径补偿值存入参数表中，用d代码来制定偏置值，即d00—d99，由于d00的偏置值总是零，故d00往往不设定刀补；通过d代码数据正、负号的不同，可实现g41、g42功能转换。

1.2 刀具半径补偿在铣削编程中的应用

①刀具半径补偿模式的建立与取消只能在g00和g01指令模式下才有效，且刀具必须要移动；完成后必须用g40取消。

②g42为刀具半径右补偿，铣削时对于工件将产生逆铣效果，常用于粗加工；g41为刀具半径左补偿，铣削时对于工件将产生顺铣效果，常用于精加工。

③使用刀具半径补偿功能，不需要修改程序，就可以用同一把刀进行粗加工和精加工，只需把精加工余量加到刀具半径补偿值中，先进行粗加工，然后修改刀具半径补偿值，去掉加工余量，就可以进行精加工。即：

粗加工刀具半径补偿值=刀具半径+精加工余量

精加工刀具半径补偿值=刀具半径

④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。

⑤编程时应该注意：g41、g42不能重复使用，即在程序中前而有了g41或g42指令之后，不能再直接使用g41或g42指令。若想使用，则必须先用g40指令解除原补偿状态后，再使用g41或g42，否则补偿就不正常了。

如图2所示，在毛坯为100mm×100mm×40mm的方形坯料上，要加工尺寸为76mm×76mm×12mm的凸台，其水平面上的加工余量为12mm，加工深度为12mm；所用刀具为ф10立铣刀；先粗加工，留加工余量3mm精加工，粗加工的刀具半径补偿值就是5+3=8mm，即为d01=8mm。精加工时把半径补偿值修改为5mm，即为d01=5mm，即可用同一个程序完成粗精加工。

考虑实际情况，如果加工该零件的刀具强度不够的情况下，一次性下刀深度为12mm不符合实际情况，那么我们必须考虑分层切削，假设每次3mm，重复4次轮廓加工，从而达到所需深度，这种情况下最好选择使用子程序，即：将零件的轮廓加工编写成子程序，在主程序只需要调整每次的下刀深度值，便可实现零件的加工。

2 子程序应用[3]

在一个加工中，如果其中有些加工内容完全相同或相似，为了简化程序，可以把这些重复的程序段单独列出来，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，通过指令来调用该子程序，子程序执行完后又返回到主程序，继续执行后面的程序段。

2.1 子程序的编程格式[4] 子程序是相对主程序而言的，子程