数控铣技师论文

国家职业资格全国统一鉴定

数控铣技师论文

（国家职业资格二级）

论文题目：数控铣削加工中刀具半径补偿的应用

姓名：xx明

身份证号：36230xxxxxxxxxxxxX

所在省市：江西省xx市

数控铣削加工中刀具半径补偿的应用技巧

［摘要］介绍数控编程刀具半径补偿功能的概念及应用，在数控铣削中应用刀具半径补偿功能不必计算铣刀中心轨迹直接按工件轮廓尺寸编程，粗精铣削时可采用同一加工程序以及灵活处理实际铣刀直径变化问题。在数控铣削加工与编程中，刀具半径补偿以及新工艺思路的巧妙应用往往可以简化很多典型问题、甚至可以解决很多工程实例中的难题。

［关键词］数控铣削加工刀具半径补偿应用分析

随着现代数控加工技术的飞跃发展，引领了各行各业不断的提高，推动着社会物质文明和精神文明不断的进步。现代数控加工技术将机械制造技术、微电子技术和计算机技术等有机地结合在一起，使传统的机械制造方法和生产方式发生了深刻的、革命性的变化。数控机床在机械制造业中已经得到了日益广泛的应用，因为它有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足社会生产中对机械产品的结构、性能、精度、效率等提出的较高要求。因此，作为年轻一代学习数控技术的我们，要掌握这门技术、灵活应用这门技术，让它更好的服务于社会、服务于人类。

笔者从事数控加工技术的学习与实践已有数年，总结了一些数控铣削加工编程中刀具半径补偿及新工艺的应用技巧，在此以实例分析解说的方式与大家分享：

在数控编程中刀具半径补偿功能主要用于数控车、数控铣或加工中心。按刀

具半径补偿偏置位置分为G41“左刀补”与G42“右刀补”两类。“左刀补”，刀具按照左手手心向上位置，在拇指指向一侧自动位移一个刀具半径并沿四指指向切削前进。“右刀补”，刀具按照右手手心向上位置，在拇指指向一侧自动位移一个刀具半径并沿四指指向切削前进。选择刀具半径补偿类型，依据加工工件的形状、位置以及刀具切削方向等要素来确定。

一、圆孔的加工：

如图1（下页）所示，对于此类的圆孔，孔径尺寸不大不小（一般指φ20～φ40）、孔深不是太深（一般不超过20mm）、精度要求也不是太高（一般指IT7级）。在数控铣床上可直接用一把立铣刀完成。

工艺及编程分析：

1、刀具的选择：对于此类的圆孔，工件材料若为45#钢调质处理，可选一把硬质合金立铣刀，刀具的直径要根据孔的直径来确定。刀具直径太小，那么刀具走一整圆下来可能中间还有一定的残料铣不到，刀具直径太大，可能刀具在这

个小范围内连刀补都建不起来。假定孔径为φD、刀具直径为φd、它们之间的关

系应是：

D/3 ＜d ＜D/2

分析计算后发现可以在φ12和φ14中选一种，刀具直径越大、铣削效率当然就越高，所以最终确定选φ14的三刃立铣刀。

2、由于数控铣床良好的机械性能，特别是滚珠丝杆采用双螺母调隙，不存在反向窜刀的现象，从提高刀具耐用度和降低加工表面粗糙度的角度考虑，一般优先采用顺铣。按传统的铣削工艺，加工内腔需先钻一个工艺孔、再扩孔，那么，钻孔、换刀、建坐标系（主要是Z轴长度设定）、编程等会浪费一定的时间，我们可以以“少吃走快”的方法，即每次慢下刀0.5mm左右、主轴转速尽量高、走刀速度尽量快(此时的切削要素主要由刀具性能决定)，这样以来刀具主要是受高转速下的离心力，切削力的影响已经不大。而且加工的铁屑均为颗粒状，加上冷却液的冲刷可以带走大量的切削热、降低切削温度。该方法下切削加工的时间并没有增加、反而省去了大部分的辅助工作时间。

3、编程路径的确定：如图2所示

如图2（a）所示刀具编程路径图，注意一定要采用圆弧过度的切向切入和切出法，过度圆弧的半径r必须大于刀具的半径、且小于圆孔的半径，否则刀具路径就不是我们想要的那样。选择r=8mm，刀具实际的中心轨迹就如图2（b）所示。

4、粗精加工的安排和程序处理：把图2（a）所示的刀具路径编在一个子程序里、每次慢下刀0.5mm、子程序连续调用24次、刀补值设定为7.2、即可完成粗加工；精加工只需调用一次子程序、一次下刀到孔底、走刀量减小5倍、刀补值设定为理论值、其它不变、即可完成精加工。

5、参考加工程序：

（注：按华中世纪星系统编程，切削参数仅供参考）

N15 G01 G40 X0 Y0 取消刀补，回到下刀起点

N16 M99 子程序完

（精加工时只需将N5中“L24”删掉，N10中改为“Z-12”,刀补值改成理论值即可）。

由此例可见，通过巧妙应用刀具半径补偿、选择合理的刀具、制定最优化的刀具路径和新工艺“少吃走快”的大胆应用，就能快速、高效、准确地加工出类似的孔类零件。

二、内外壁的加工

如图3所示，要在一个平面上铣出一条封闭的沟槽，槽宽有精度要求。在数控铣床上也可用一把立铣刀完成。

通过图形和工艺分析应选一把φ12硬质合金三刃立铣刀，加工思路也应该是“少吃走快”。现在关键的问题是图素较复杂，各节点计算难度大。按常规的

编程思路就要把内外壁轮廓上各点坐标先计算出来，再把加工内壁编写一个程序、加工外壁编写一个程序，然后分别加工。显而易见，在竞赛类的场合或急需时这种方法非常浪费时间。

能不能通过巧妙地应用刀具半径补偿，使工作量大减、节约时间，又能合理地加工出类似的合格工件呢？我们只需按尺寸标注计算出图4中所示内壁上A、B、C、D、E、F、G、H各点坐标值（其实只有B、C、F、G四点中任意一点需计算），确定下刀点为O点，按图4所示轨迹建立刀补编写一个程序即可。

当加工内壁时，把刀补值设为刀具的实际半径，此时走出的轮廓就如图5（a）所示；加工外壁时，刀补值设为（槽宽－刀具半径），此时走出的轮廓就如图5（b）所示。

采用此方法加工内外壁的特点就是只需编写一个程序，通过不断修改刀补值来完成内外壁的粗精加工。需要注意的是精加工内壁时采用的是顺铣，精加工外壁时采用的是逆铣，所以加工过程中还需要合理调整切削加工参数，以获得最好的加工效果。

参考加工程序：

（注：按华中世纪星系统编程，切削参数仅供参考）