数控技术
浅谈数控车削中的刀具半径补偿问题
韩立全1张智伟2
(1.沈阳理工大学应用技术学院辽宁抚顺113122；2.南车二七车辆有限公司北京100072)
与度用
摘要：数控车刀刀尖半径补偿是数控车削加工中的常见问题。本文就刀尖车径的影响遗行分析，根据不同功能的数控系统进行刀尖率径朴偿方法等进行介绍。
关键调：数控车削刀补偿半径补偿分析中图分类号：TG519
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)06-0018-01
数控车床是目前使用较为广泛的数控设备。在车削过程中，数控系统控制的是刀具中心，为了编程方便，编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，其程序采用理论轮廊编程。但是在实际加工中，车刀都具有一定的刀尖半径。一般的数控车床都其有刀其补偿功能。刀具补偿有分为刀具位置补偿和刀尖半径补
偿，而刀尖率径补偿是缩程过程中的一个重点与难点。 1、数控车削中刀具半径补偿的原因
在数控车削中，为了提高刀尖的强度，降低加工表面粗糙度，延长车刀使用寿命，通常所选用的刀具的刀尖处有一个圆弧过刃(一般圆弧半径为0.2一1.6)。如图1所示X向和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。然而实际切削时起作用的切前刃是圆弧的A、B之间的圆弧切点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廊进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。
用圆头车刀进行车前加工时，实际切削点A和B分别决定了X 向和Z向的加工尺寸。因此，车端面和内外圆柱表面时不需要对刀尖圆弧半径进行补偿。但是当加工轨迹与机床轴线不平行(斜线或圆弧时），则实际切削点与理想刀尖点之闻在X、Z轴方向都存在位置偏差，在数控系统中预先设定偏置参数，数控系统会自动计算刀其中心轨迹，使刀具偏离函形轮一个刀具率径值，从而使刀具能
加工到图形的实际轮哪，这种功能即为刀具半径补偿功能。 2、刀具半径补偿的指令
数控车削中刀具半径补偿指令有G40/G41/G42。具体格式为： G40/G41/G42G00/G01X_Z_F_为了正确补偿刀尖R，必须正确指定工件相对于刀具的位置。G41/G42判断原则：站在刀具路径上，沿切削方向间从垂直于基面的第三轴正方向向负方向看去，刀具位于
工件的左侧用G41，刀具位于工件的右侧用G42，如图2所示。 3、刀尖半径补偿的输入
采用刀尖半径补偿的加工程序，在工件加工之前，要把刀尖半径补偿的有关数据输人到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖国弧半径所引起的误差自动进行补偿
首先，我们需要根据车刀的形状确定其位置参数：数控车削使用的具有很多种，不同类型的车刀其刀尖圆弧所处的位置不同，
我们用刀尖方位参数"T"来表示车刀的形状和位置，其对应的位置关系有10种，前置刀架车刀形状位置参数如图3所示，9号刀位和0刀位为刀尖点和圆弧圆心位置重合。
然后，正确输人刀尖率径补偿参数：在刀具补偿设置界面中R 为刀尖圆弧率径，T为刀尖形状方位参数，将与刀补号相对应的R、
T数值输人到刀补存储器中， 4、刀具补偿应用注意事项
(1)正确判断工件相对于刀具的位置。(2)G41,G42指令应和G01、 G00一起调用，并在切前完轮廓后用G40指令取消刀尖半径补偿(3) 在有锥面或圆弧加工时，必须在精车锥面或圆弧前一程序段或之前添加刀具率径补偿。(4)必须在刀具补偿界面对应位置准确填人刀尖半径值，作为CNC装置自动计算移动补偿量的依据。(5)正确判断刀尖形状方位参数，并在刀具补偿界面对应位置准确填人假想刀尖的补偿号，作为刀具半径准确方位补正的依据。（6)指令刀尖半径补偿 G41、G42后，刀具路径必须单方向递增或递减，即指定刀具路径为Z 轴负方向就不可向之轴正方向走刀。如必须正向走刀，必须提前取消刀尖率径补偿(7建立刀尖补偿后，需注意在Z向移动量必须大于刀尖率径，在X轴方向的移动量必须大于二倍刀尖半径才能保证不欠切。(8)切削工件右端面时，无需指令G41，G42进行刀尖半径补偿，但是X轴进给的终点坐标应为一2R，即刀尖越过工件中心线的距离恰
好是刀尖围弧率径，这样才能够保证加工面的质量。 5、结语
刀具补偿功能的作用主要在于简化程序，要保证零件加工精
度，在数控加工尤其精加工一定要进行车刀刀尖半径补偿。参考文献
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[2]杨建明.数控加工工艺与编程[M].北京理工大学出版社,2009,8[3]华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心.世纪星车床数控系统HNC-21/22T编程说明书[M].2001.11.
[4]FANUC Series 0-TD 操作说明书. 作者简介
韩立全，男，河南濮阳，1988年出生，本科，实验师。主要研究方向为数控加工工艺与编程。
G41沿着刀具运动方向看
刀具在工件右侧
x
入G42潜着刀具运动方向看
刀具在工件左侧
●代表刀具刀位点A，十代表刀尖国要图心0
图1假想刀尖与实际切削刃图
图2前置刀架示意图
图3前置刀架车刀形位参数