论述刀具补偿在数控铣削编程加工中的应用

章莉　石泱

摘要：結合实际，将刀具补偿技术为研究对象，深入分析该技术在数控铣削编程加工中的应用要点，实践可知，通过刀具补偿技术的应用，能够克服数控铣削编程中遇到的难点问题，给数控铣削编程加工的工作效率起到了促进作用。

关键词：刀具补偿;数控铣削;编程加工;应用

中图分类号：TG547    文献标识码：A    文章编号：1007-9416（2019）02-0000-00

0 引言

数控机床主要就是应用数字程序来进行机床控制来进行生产制造的一种机械设备。在进行零部件加工的过程中，零部件的外形并不是刀架中的刀位点的运动轨迹，所以在进行加工制造的过程中应该充分考虑到工件的轮廓外形与刀具几何形状来计算确定刀位点的运动轨迹，从而可以满足加工制作的需要。

1 刀具补偿概述

刀具补偿主要包含了长度补偿与半径补偿两个方面。

1.1 刀具半径补偿

数控程序主要是按照零件轮廓尺寸来进行编制确认的。因为刀具自身所存在有一定的半径尺寸，所以在刀位点运动的过程中其路径并不是零件的轮廓尺寸，而是需要刀具自动的运行刀具半径尺寸，这种偏移就是我们通常所说的半径补偿。

（1）刀具半径补偿指令。刀具半径左补偿：

G41 G00/

G01 X_Y_Z_D_F_。 刀 具 半 径 右 补 偿 ：

G42 G00/G01X_Y_Z_D_F_。 取 消 刀 具 半 径 补 偿 ：

G40 G00/ G01X_Y_Z_。

（2）G41、G42指令的判断方法。如下图1中所示，在垂直方向中，轮廓处于平面第三轴的正向中，从刀具的进给方向中可以发现，如果刀具处在了轮廓的左侧位置上，此时就称之为左补偿，即左刀补[如图1（a）];如果处于轮廓的右侧则称之为右补偿，即右刀补[如图1（b）]。

1.2 刀具长度补偿

数控机床主要是通过控制刀架在坐标系内的运动来完成零件的加工，一般都需要多种刀具来轮换使用才能达到最终的要求，而刀具长度也存在很大的差异。即便是尺寸安全一致的刀具应用到一台数控机床中，刀尖所处的位置也是不同的，因此，在刀架具备相同运动轨迹之下。

2 刀具补偿应用实例

2.1 刀具半径补偿的应用及实例

使用同一段程序开始进行零件加工制造。（1）在粗加工阶段，在进行刀具补偿设计中应该包含刀具半径与精加工余量。（2）精加工过程中，应该将刀具补偿尺寸设定为刀具半径尺寸。例如：按照开始进行零件加工，用Φ25立铣刀设置不同的补偿尺寸来开始凸台加工制作，精加工留3mm余量。

2.2 程序如下

O1841（主程序）

G 17 G54 G90 G40 G49 G21→M03 S1200→G00 X65 Y0 Z50→Z2→G01 Z-5 F150→G41 G00 X30 D01 M98 P0001（粗加工）G40 X65→G41 G00 X30 D02（D02=刀具半径=12.5）M98 P0001（精加工）G40 X65→G00 Z50→M05→M30→O0001（子程序） →G01Y-20→G02 X20 Y-30 R10→G01 X-20G02→ X-30→ Y-20→ R10→G01 Y20→G02 X-20 Y30 R10→G01 X20→G02 X30 Y20 R10

G01 Y0→M99

使用同一程序开始进行凹凸型的加工。（1）外廓尺寸加工应该设置刀具偏置尺寸来开始加工。（2）内廓形状加工中，可以通过设置偏置值来开始内侧尺寸加工。例如：中加工60×60槽，其与路线完全相同，此时可以使用子程序00001，应用不同的刀具补偿方式可以达到最终尺寸的需要。

程序如下：

O1842→G17 G54 G90 G40 G49 G21→→M03 S1200→G00 X0 Y0 Z50→Z2→G01 Z-5 F120

G42 G01 X30 D01→M98 P0001（粗加工） →G40 X0 （取消刀具半径补偿） →G42 G01 X30 D02 （D02=刀具半径=12.5） →M98 P0001（精加工） →G40 X0→G00 Z50→M05→M30

2.3 刀具半径补偿使用注意事项

（1）刀具补偿主要就是在加工的过程中刀尖位置移动到零件位置之后，其应该从刀具中心编程偏移刀具半径尺寸。在建立与取消刀具补偿时，应该确保在相同一侧来进行，从而防止出现刀具干涉的情况。

（2）半径补偿的建立与取消是利用 G00 或 G01 程序指令来实现的。在应用G00指令时，应该先设置刀具补偿，然后才能根据需要进行补偿的取消。

（3）建立或取消半径补偿的过程中，应该选择合理的方式来进行。此时可以根据需要在程序中加入一些圆弧辅助程序命令，从而实现圆弧切入与切出。

（3）刀具补偿时，应该防止出现刀具过切的情况存在，通常在程序编制的过程中，不能存在有两段或者两段以上的非补偿平移命令存在。

3 结语

经过大量的机械加工实践经验分析可以发现，合理的进行数控刀具的补偿可以大大提升零部件的加工效率与加工质量，这是提升加工精度的主要方式。在数控加工人员与编程人员进行实践操作中，应该充分的掌握刀具补偿的基本原理，然后开始必要的操作，确定刀具补偿更具合理性。

参考文献

[1] 高秀兰.利用数控机床刀具补偿功能编程的技巧[J].工具技术，2007（09）：019.

[2] 秦曼华，谢学浩.巧用数控机床刀具补偿功能[J].机械工程师，2007（03）：041.

[3] 肖爱武.数控加工中刀具补偿功能的应用[J].机械工程师，2004（05）：016.

Discussion on the Application of Tool Compensation in CNC Milling Programming

ZHANG Li1，SHI Yan2

（1.Changzhou Zhongche Auto Parts Co.， Ltd.，Changzhou  Jingsu  213000;2.Zhongqi Qishuyan Locomotive & Rolling Vehicle Technology Research Institute Co.， Ltd.，Changzhou Jingsu  213000）

Abstract： Combining with the actual situation， the tool compensation technology is taken as the research object， and the application points of this technology in the numerical control milling programming are deeply analyzed. It is known that the application of the tool compensation technology can overcome the difficult problems encountered in the numerical control milling programming. The working efficiency of CNC milling programming has been promoted.

Key words： tool compensation; CNC milling; programming processing; application