数控编程刀具半径补偿功能的应用(08第7期科技资讯)

1、数控编程中刀具半径补偿功能的应用安顺职业技术学院 胡国荣摘 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。在数控车削中应用刀具半径补偿功能可以按照车刀理论刀尖点直接按工件轮廓尺寸编程，解决圆角车刀加工圆锥面和圆弧面产生的加工误差，以及确定车刀刀尖圆角位置等问题;并提出各种场合使用刀具半径补偿功能时应注意事项。关键词：数控编程；刀具半径；补偿功能；加工应用The application of compensatory function in numerical

2、 control programming cutting tool radiusAnshun vocational technology college Guorong HuAbstract: Introduced the numerical control programming cutting tool radius compensatory function the concept and the application, do not need to calculate the milling cutter center path in the numerical control mi

3、lling using the cutting tool radius compensatory function directly according to the work piece overall size programming, when thick fine milling may use the identical processing procedure as well as the nimble processing actual milling cutter diameter change question. May defer to the lathe tool the

4、ory knife point in the numerical control turning using the cutting tool radius compensatory function directly according to the work piece overall size programming, the processing error which the solution fillet lathe tool processing circular conical surface and the circular arc surface produces, as

5、well as questions and so on determination lathe tool knife point fillet position; And proposes when each kind of situation use cutting tool radius compensatory function should the matters needing attention.Key word: Numerical control programming; Cutting tool radius; Compensatory function; Processin

6、g application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”如图1所示，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” 如图2所示，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、刀具半径补偿功能在数控铣削和加工中心编程中应用1、不必计算铣刀中心轨迹直接按工件轮廓尺寸编程铣刀中心轨迹是由回转轴线与刀具表面交点所构成的刀位点形成的。在计

7、算轨迹每个刀位点时，不但与被加工工件几何形状和位置尺寸有关，而且还与刀具的半径大小有关；当加工工件外轮廓时轨迹比工件形状大一个刀具半径，而加工工件内轮廓时却小一个刀具半径，所以，轨迹形状与加工工件形状相似。计算复杂形状工件刀具中心轨迹是比较麻烦的，只要采用刀具半径补偿，让铣刀自动向被加工工件轮廓外侧位移一个刀具半径，就可以直接按工件轮廓尺寸编程，不必再计算铣刀中心轨迹。2、用同一加工程序完成工件的粗加工与精加工采用刀具半径补偿加工图3所示的工件，在加工前用MDI方式把刀具半径值输入数控系统刀具参数设置功能页面中。若采用半径为R的刀具，在粗加工时设置刀具半径值为R+（为精加工余量），在精加工时设

8、置刀具半径值为R，就可以用同一加工程序完成工件的粗加工与精加工。3、不必改变加工程序解决刀具半径变化的问题在生产中刀具磨损或更换新刀具时，会发生刀具半径尺寸变化，采用刀具半径补偿，只要重新设置刀具半径值，不必改变加工程序就可以解决刀具半径变化问题。4、铣刀切入与切出工件轮廓表面的方法。刀具采用半径补偿时，通常以直线或圆弧方式沿切线方向切入与切出工件轮廓表面，图4是刀具以直线形式切入与切出工件外轮廓表面的示例，可以避免刀具在切入与切出加工工件轮廓表面留下刀痕，提高加工工件的表面精度和加工质量。同样刀具以圆弧形式切入与切出工件内轮廓表面示例如图5所示。 二、刀具半径补偿功能在数控车削编程中应用1、

9、以假想刀尖点直接按工件轮廓尺寸编程在编制数控车加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图6（a）所示的P点就是理论刀尖。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.21.5之间），如图6（b）所示X向与Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起切削作用的是AB圆弧刃上点，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P与实际切削点是不同点，必须采用车刀刀尖圆弧半径补偿，才能直接按工件轮廓尺寸编制加工程序，避免产生加工误差。2、圆角车刀加工圆锥面和圆弧面圆角车刀加工圆锥

10、面如图7（a）所示，假想刀尖P点沿工件轮廓CD移动，如果按照轮廓线CD编程，用圆角车刀进行实际切削，必然产生CDD1C1的残留误差。因此实际加工时，圆角车刀的实际切削点要移至轮廓线CD，沿CD移动，如图7（b）所示，这样才能消除残留高度。这时假想刀尖的轨迹C2D2与轮廓线CD在X向相差X，Z向相差Z。设刀具的半径为r，可以求出：X= r 2 /（1+ctg a/2）Z= r（1- tg a/2）圆角车刀加工圆弧面和加工圆锥面基本相似。如图8加工凸凹圆弧，CD为工件轮廓线，O点为圆心，半径为R，刀具圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为C和D，对于假想刀尖为C1和D1。对图8（a）所示凸圆弧加工情况，

11、圆弧C1D1为假想刀尖轨迹，O1点为圆心，半径为（R+r）；对图8（b）所示凹圆弧加工情况，圆弧C2D2为假想刀尖轨迹，其圆心是O2点，半径为（R - r）。如果按照假想刀尖轨迹编程，则要以图中所示的圆弧C1D1或C2D2有关参数进行程序编制。采用刀具半径补偿可直接按工件轮廓形状进行编程，编程时可假设刀尖圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输入刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀具补偿号刀具圆弧半径值即可。3、确定车刀刀尖圆角位置按车床刀架

12、与操作者的位置可划分两种：其一刀架在操作者内侧，另一刀架在操作者外侧。当确定了车床刀架位置与刀具走刀方向，那么车刀刀尖圆角位置也确定了。常用数字19来表示车刀刀尖圆角不同的位置，以3号刀尖圆角位置为例，车削时刀尖同时沿X轴和Z轴负向移动。图9（a）是刀架在操作者内恻9种刀尖圆角位置，图9（b）是刀架在操作者外恻9种刀尖圆角位置。三、使用刀具半径补偿功能应注意事项：1、建立和撤消刀具半径补偿必须在加工工件轮廓表面之外完成，而且要有确定的刀具位移轨迹和足够的空间位置，避免发生刀具与工件的干涉现象。2、区别车削与铣削（或加工中心）在建立和撤消刀具半径补偿中各自的特点。3、要保证零件加工精度，在数控精加工时一定要采用刀具半径补偿。4、对于有些不具备刀具半径补偿功能经济型数控机床可以直接按照假想刀尖轨迹进行编程。由于目前数控系统的功能参差不齐，针对不同类型数控系统，在实际应用中采取方法也不同，有些在编程时就考虑半径补偿，有些可在机床中进行半径补偿。参考文献：1. 张宝林主编、数控技术M，北京：机械工业出版社，19972.西门子公司，SINUMERID802S操作和编程用户手册R，19973.FANUC  LTD.FANUC  Series OI-MC Operators Maunal Printed in Japan，19994.于春生、韩旻主编、数控机床编程及应用M