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《数控编程》课程中刀具补偿功能解析 　　摘要：在《数控编程》课程中，数控系统的刀具半径补偿是一个重点内容也是难点内容。刀补是由计算机在数控系统中自动完成的。数控系统在加工过程中会根据刀具运动的方向和零件轮廓尺寸，依据指令（G40，G41，G42），系统通过机床刀具实际半径计算出刀具的中心运动轨迹，从而完成零件加工。刀具半径补偿在数控加工过程中的过程为：建立刀具补偿建立――维持刀具补偿――撤销刀具补偿。能够理解，并在数控加工编程中注意合理运用，就能避免过切现象，在数控加工过程，刀具补偿使得编程更加的灵活和简便。 　　关键词：G40 ；刀具补偿；过切现象；数控编程 　　中图分类号：TP202 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0254-03 　　在数控加工过程中，数控编程所控制的道具运行轨迹，是以刀具中心为轨迹进行编程的，随着道具的磨损、重磨和换刀，机床刀具的实际工作半径r变化，导致编程使用时，必须按照新的刀具中心轨迹重新计算轨迹，修改参数。这样不仅无法提高数控加工精度，更增加了大量的编程检查工作，为此，数控编程系统增加了刀具半径补偿功能，这样当刀具半径发生变化时，数控系统会自动计算道具中心运动轨迹，进行自动修订，这样在进行数控加工时，系统会依据刀具的实际半径r，将刀具中心运动轨迹自动偏离工件加工轨迹r的距离进行切削加工。 　　熟练地掌握并运用数控刀具半径补偿指令，可以有效地提高编程速度和数控加工精度。 　　1刀具半径补偿的意义 　　数控铣床、数控车床或加工中心在进行工件加工时。零件的实际轮廓轨迹与刀具中心运动轨迹之间的偏移量就是刀具半径补偿。如图1：刀具补偿示意图所示，图中实线表示的方形零件为所加工的零件轮廓线，实线外侧和内测的两条虚线，分别表示从外部加工该零件轮廓和从内部加工该零件轮廓，机床刀具中心所运行的轨迹。机床所加工的零件轮廓与机床使用的刀具中心运动轨迹正好相差一个刀具半径r的值。当加工零件外轮廓时，如果刀具向左运动则为右刀补，使用G42指令；反之刀具向右运动则为左刀补，用G41指令；当加工零件内轮廓时，如刀具向右运动即为右刀补，使用G42指令，反之向左运动即为左刀补，使用指令G41。当主轴为正向转动时，为了对加工工件进行顺铣，这时内外轮廓加工都采用左刀补指令G41。通过G41 G42 这两个刀具半径补偿指令的使用，在数控编程加工中就只需要计算出刀具中心运动轨迹的起点坐标，避免了编程工作中对刀具运动轨迹的繁琐计算，从而实现工件的粗加工、精加工，均使用统一程序的目的。 　　1）简化编程 　　在数控编程加工中，利用刀具半径补偿指令后，加工轨迹就可以按照所加工工件的外轮廓进行计算编程，不用再计算刀具中心运动轨迹，大大简化了编程计算过程。加工程序准确描述外轮廓轨迹即可，加工过程中遇到刀具更换情况，只要调用不同的刀具半径R来进行修订既可，加工程序依旧可以按原来的程序。这就避免了编程过程中的重复计算，使得编程得以简化。 　　2）刀具变化更灵活 　　在成产加工过程中，机床刀具的磨损、重磨经常发生，在加工零件的不同结构需要使用不同的刀具，刀具的更换在复杂零件的加工中也是非常频繁。有刀具半径补偿功能的话，当刀具重磨、磨损和更换时就必须对程序参数进行重新修订，这无疑增加了大量工作量。 　　零件在自动加工过程中，由于磨损刀具的半径在不断变小，如果不及时更换刀具或者修正编程参数，加工的工件外形尺寸就会超出图纸要求的公差范围，使得产品尺寸不符合加工要求，成为废品，不能满足使用要求，增加了生产成本。 　　举例说明：如机床刀具的原始半径为r，随着生产加工的使用，刀具产生磨损，与原始尺寸相比刀具磨损量为δ，则此时刀具实际半径就应为r-δ，使用了刀具补偿指令后，在加工过程中不用对原程序参数进行修改，就可以继续满足加工要求，继续使用。同样，当更换刀具时，由于新刀具半径与旧刀具半径不同，利用刀补系统，将新刀具半径替代就刀具半径就可以使用加工程序继续加工零件，这样就可以很好地适应刀具的各种变化，以实现不改变加工程序原始参数即可完成零件的加工要求。 　　3）利用同一程序完成粗、精加工过程 　　利用刀具半径补偿的功能还能轻松实现同一程序进行粗、精加工。理解了刀具半径补偿的意义后，我们就能针对刀补的意义将功能予以扩展。例如，在加工过程中将刀补半径设置为不等于刀具半径，而是等于刀具半径加上精加工余量，这样第一次切削完成即完成了工件的粗加工，在处理粗精加工的时候可以将预设的刀具半径r输入作为刀补半径。这样就可以实现使用同一加工程序，采用同一刀具利用过修改刀补的办法实现对工件轮廓的粗、精加工；同时也可通过修改半径补偿值获得所需要的尺寸精度。 　　例如加工如图2所示工件，刀具半径r加上粗加工加工余量Δ，设置