数控铣床的刀具半径补偿应用研究

张 龑，汪 冰

（河南质量工程职业学院，河南 平顶山 467000）

随着我国社会现代化经济的不断发展，城市工业领域也逐步发展成为我国整体经济当中的基础领域，同时也受到了更多人的认可。为了满足大众对于工业日益增长的需求，将刀具半径补偿应用到数控铣床当中无疑会增加工厂的运转效率，但也在一定程度上存在着一些问题。如何才能在数控铣床当中完美地融入刀具半径补偿成为了当今工业领域的重要研究课题。本文将秉着促进城市工业领域蓬勃发展的原则，从多个角度研究刀具半径补偿在数控铣床方面的应用。

1 数控铣床的刀具半径补偿简述

1.1 数控铣床刀具半径补偿原理

当数控铣床运用传统的刀具时，传统刀具的运动轨迹会在铣床运作过程中产生一些问题，这些刀具往往难以与工件的自身轮廓进行完美融合、其中的主要由于在刀具旋转中心和切削刀中间存在着一个刀具半径。工业领域的设计者为了解决这个问题，每次当刀具的半径数值发生改变时都要进行重新测量，然后再重新完善编程数据，尤其是当刀具出现磨损或者是换新刀，进而导致刀具半径改变时会直接增加设计者的工作难度以及数据的测量难度，从而很容易导致测量数值出现偏差。这会直接影响到工厂生产的零件是否符合出厂标准，其在一定程度上也容易引发安全事故。

为了解决传统刀具在使用中容易产生的问题，设计者们在数控铣床当中加入了刀具半径补偿。也就是在数控铣床运作系统参照的数据库当中融入一些与刀具半径补偿有关的信息，使其成为一个独立存在的数据信息库。但在此过程中需要注意的是，当设计者在进行刀具半径补偿数据编写以及程序编写时，设计者们不仅有权考虑到工厂内部不同数控铣床当中刀具的半径，还要考虑到当对刀具半径进行补偿时会不会影响到零件的生产效率以及合格率，设计者需要在确保刀具半径补偿技术可

以有效提高工厂数控铣床的生产能力，并且可以很好地适应每一台机器，尽可能地减少在刀具半径补偿中的浪费现象。

1.2 数控铣床刀具半径补偿方式

但工厂在对数控铣床进行刀具半径补偿之前，应促进相关工作人员对数控铣床当中的所有零件进行深入了解，便于日后在应用的过程中可以对不同种类的运作方式进行调整。铣刀是数控铣床当中不可缺少的部分，它主要是由一个或者是多个旋转刀齿构成，在数控铣床运作的过程中这些刀齿可以按照一定的运作规律，有次序地对工件进行切割，其在数控铣床当中的作用分别是加工平面、制造凹槽以及切断工件等等。铣刀也可以分为很多种类型，工业领域当中一般根据铣刀切削工件的最终形状确立铣刀的种类，从这一角度出发可以将铣刀分为球面铣刀、三面刃铣刀、圆柱形铣刀、立铣刀、锯片铣刀以及角度铣刀六种，这些铣刀可以发挥不同的作用，但在数控铣床当中的应用方法是一样的。

在应用铣刀的过程中，会将在后续工作中需要用到的铣刀安装在数控铣床的弹簧夹套当中，使其整体呈现一种悬臂的形态、进而在数控铣床的数据库当中加入刀具半径补偿的数据信息，最终开始设备运作即可。虽然上面提到的六种铣刀在数控铣床当中的适应方式大同小异，但是由于每一种铣刀在数控铣床当中的应用次数以及应用时间都不尽相同，进而导致这些铣刀的损害程度也参差不齐。正是因为这一点，设计者需要根据每一种铣刀自身特有的功能以及工作量，对刀具半径补偿进行分类，在实际的补偿中可以分为左刀具半径补偿和右刀具半径补偿。当刀具按照规定好的轨迹方向前进时，并且前进方向是在左侧或者是右侧时，根据刀具的旋转方向对磨损半径进行补偿。这两种刀具半径补偿方式在一定程度上来说是一样的，只是它们在数控铣床结束工作时刀具所处的位置不同，从刀具的摆放位置来看，如果刀具的最终位置是在工件轮廓的左边，那就将采用左刀具半径补偿；若是刀具的最终位置是在工件轮廓的右边，则为右刀具半径补偿。

1.3 数控铣床刀具半径补偿的具体运作流程

根据不同工厂当中的数控铣床刀具半径补偿具体运作流程来看，可以将刀具半径补偿具体运作流程分为三个部分，分别是刀具半径补偿的建立、刀具半径补偿的运行及取消，整套流程应当以铣刀的刀刃为出发点，以刀具半径补偿为基础步骤，引导铣刀顺着设计者的编程轨迹进行运作，最终使铣刀完成预想的工件切削，结束运动也就是刀具半径补偿的取消方式，需要在具体运作的过程中进行精密的计算和设计。除此之外，刀具半径补偿的三个运作过程会直接影响到工件的完成情况。

1.3.1 刀具半径补偿的建立

刀具半径补偿的建立不仅仅是依靠铣刀在数控铣床当中的运动，而是应当从铣刀的准备开始。首先工作人员在选择铣刀的过程中，应当进行仔细地核对，认真选择适合数控铣床的铣刀类型，在确定好铣刀类型之后，从铣刀的起刀点开始进行制作工作，并且时刻记录铣刀在数控铣床当中的运动轨迹以及运动数据，并时刻根据自身需求调整铣刀的位置，在这个过程中需要注意的是，这一步仅仅处于刀具半径补偿的建立阶段，对于零件加工工作不应操之过急。

1.3.2 刀具半径补偿的运行

一般来说，刀具的中心轨迹和设计者设计好的编程轨迹是存在一定误差的，而这个误差正是需要设计者在数据铣床的运作过程中对铣刀的半径变化进行详细的跟进。由于铣刀的半径数据计算是刀具半径补偿当中的重要组成部分，这不仅代表着刀具半径补偿的信息数据直接决定着铣刀的运作，还代表着一旦刀具半径补偿数据出现了偏差，就会导致生产出来的零件不合格，这不仅影响着整个工厂的生产效率，还会浪费工业领域当中极其有限的工业资源，同时设计者需要对刀具半径补偿数值进行重新计算。更是容易导致数控铣床无法投入使用，在一定程度上会降低工厂的生产进度，影响工厂的经济效益以及在工厂领域的竞争力。

1.3.3 刀具半径补偿的取消

由于受到数控铣床的限制，导致许多数控铣床在运作的过程中容易形成一对一或者是多对多的零件制作模式，由于刀具半径补偿并不能在数控铣床当中进行永无止境地运作，有运行就应当有技术，故而产生了刀具半径补偿的取消步骤。在刀具半径补偿的实际运行过程当中，取消步骤是所有流程当中最为简单的一个步骤，当铣刀完成了零件的切削工作时，数据铣床的信息库就会向其发送取消指令，无论铣刀处在什么位置都可以和起刀点进行重合。除此之外，刀具半径补偿的取消和建立是一样的，并不能在此过程中进行零件加工。

2 刀具半径补偿在数控铣床当中的指令应用

刀具半径补偿在数控铣床当中的指令可以分为两种，分别是刀具半径补偿的建立指令和刀具半径补偿的取消指令。在进行不同的指令之前，工作人员需要对可能涉及的信息进行简单分析。这些信息数据当中最基本的就是G41和G42，这两个相近的代码虽然看上去十分相像，但其实代表着数控铣床当中刀具半径补偿的两种不同方式，也就是左刀具半径补偿和右刀具半径补偿。并且在这两个代码当中会出现X和Y两个数值，这两个数值代表着铣刀的最终位置。并且工作人员需要对一些指令格式进行了解，比如说G17、G18、G19、G00以及G11等等，这些代码直接关系到刀具半径补偿的具体数值，并且刀具半径补偿在执行运作指令的过程中会承担一部分的技术连接。

刀具半径补偿的建立指令格式有很多种，比如G17、G18、以及G19，这三个建立指令格式将直接控制G00以及G11这两个指令的运行，在发动指令的过程中应当注意只有G00和G11可以控制刀具半径补偿的建立以及取消。当G41以及G42接收到指令信息时，由X、Y、Z三者进行两两组合，启动铣刀的运动轨迹，促进铣刀按照设定好的轨迹进行运作，与此同时工作人员需要对产生的信息数据进行及时记录。刀具半径补偿的取消由G00和G11控制，启动G40的运行，进而促使铣刀的位置停留在由X、Y、Z组成的信息数据位置上，再进行后续操作。

3 刀具半径补偿在应用过程中应当注意的问题

我国工厂领域当中的各个数控铣床都开始采用了刀具半径补偿技术，正是因为如此，不管是数控铣床的相关操作人员还是刀具半径补偿的设计者和编程人员，都不可避免地会在刀具半径补偿的具体运用中出现一些问题。

在刀具半径补偿运行中最容易遇到的两个问题如下：最为主要的是关于刀具半径补偿的指令格式问题，除了本篇文章当中提到的可以控制刀具半径补偿的建立和取消的两种指令之外，还有就是其他指令之间的衔接问题，当数控铣床在执行其他指令时，不应当在数控铣床中加入多余的运行流程，因为这样很容易导致数控铣床格式混乱，最终无法正常运行；另外一个容易遇到的问题就是有关于刀具半径补偿运行过程中的注意事项，刀具半径补偿运行并不能和零件切削工作同时进行，避免两者同时进行时产生的混乱现象。除此之外，在数控铣床的运行过程中要避免过度切削现象的出现，在铣刀开始和停止时，工作人员应当确保铣刀的轮廓边线是否符合设计者规定的运动轨迹，确保零件的准确切削。

4 结语

将刀具半径补偿融入到数控铣床当中不仅可以提高工厂的生产效率、还可以提高工厂的生产自动化，同时满足大众对于零件质量的高要求标准。但在进行刀具半径补偿的过程当中，工作人员必须时刻保持严谨的工作态度，熟练掌握刀具半径补偿技术，提高数控铣床在工厂当中的利用率，进而达到增强工厂生产效率、提高工厂核心竞争力以及促进社会经济稳定发展的综合目的。