浅谈数控编程刀具半径补偿功能及其应用

周 建

（常德财经中等专业学校，湖南 常德 415101）

零件的加工程序通常是按零件轮廓编制的，而数控机床在加工过程中的控制点是刀具中心，因此在数控加工前数控系统必须将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹。只有将编程轮廓数据变换成刀具中心轨迹数据才能用于加工。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具半径值输入到数控系统中，执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。

1 刀具半径补偿原理和用法

（1）刀具半径补偿的概念。在数控铣床上进行轮廓加工时，一般以工件的轮廓尺寸作为刀具轨迹进行编程，而实际的刀具运动轨迹则与工件轮廓有一偏移量（即刀具半径），数控系统的这种编程称为刀具半径补偿功能。

（2）编程格式。铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径补偿左补偿（用G41定义）和刀具半径右补偿（G42定义），使用D代码选择正确的刀具半径偏置存储器地址。以华中系统为例来说明刀具半径的编程格式如下：

G01 G41 X_Y_F_D_；（刀具半径左补偿）

G01 G42 X_Y_F_D_；（刀具半径右补偿）

G01 G40 X_Y_； （取消刀具半径补偿）

（3）判断方法。

2 刀具半径补偿过程

（1）刀补建立。刀补的建立指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。该过程实现必须有G00或G01功能才有效。刀具向左（G41）或（G42）偏置一个刀具半径。

（2）刀补进行。

（3）刀补取消。

3 刀具半径补偿指令使用注意事项

（1）G41、G42为模态指令，可以在程序中保持连续有效。G41（或G42）必须与G40成对使用。

（2）D是存放刀具半径偏置存储器地址，为D01-D99，刀具补偿值由操作者在操作面板上输入到D指定的存储器中；

（3）当刀具半径补偿出现负值时，G41和G42功能互换；

（4）刀具半径补偿只能在G17、G18或G19平面上选择，平面切换必须在补偿取消下进行；

（5）刀具半径补偿的建立与取消只能在G00或G01指令移动模式下才有效，不能用G02或G03指令；

（6）G41、G42不能重复使用，即在程序中前面有了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，否则补偿就无法正常进行了。

（7）为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补；

（8）建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成；

（9）取消补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成，否则会发生碰撞；

（10）为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象，刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧。

4 刀具半径补偿的应用

（1）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。操作时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（D）=刀具半径（R）+精加工余量（A）。

（2）当刀具磨损、换新刀或刀具重磨使刀具半径发生化时，只需在刀具半径值中输入改变后的刀具半径，而不必修改程序。

5 结语

在数控程序的编制中，除了要满足零件的加工要求外，还要求程序尽可能简短，减少编程工作量，方便程序检查及后期的修改；对加工批量大、加工轮廓比较简单的零件，可以使用刀具半径补偿功能去除加工余料，对零件进行粗精加工，这样即能简化程序又利于提高加工效率。