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數控車削加工中半徑補償的運用研究（jiū）

2021-3-22 來源：蘭州現代職業學院作者：王文（wén）濤

在機械加工過程中，數控（kòng）車床具有著十分重（chóng）要的（de）作用。相關技術人（rén）員（yuán）不僅需要掌握基（jī）本的（de）數控車床操作能力和編程能力，同時，還需要科學合理地控製加工精（jīng）度，從而全麵提升加工質量和加工精確度。在具體加工過（guò）程中，相關工作人員可以利用粗、精分（fèn）開的加工工藝（yì），通過修改磨耗值更好地滿足精度要求。但該方法在具體（tǐ）應用時，其加工效率相對較低，無法理想地控製（zhì）精（jīng）度，對此，則可以利用刀尖半徑補償的方式來準確把握精度。

1 刀尖（jiān）半徑補償概述

1.1 概（gài）念

從數（shù）控車刀的層麵（miàn）進行分析，刀尖實質可以看作響應的圓球，技術人員可以在具體編程的過程中，結合零件的具體尺（chǐ）寸和（hé）輪廓，對刀尖半徑進行預設。如此（cǐ）一來，在具體編程過程中，便可（kě）以根據刀具的理（lǐ）想刀尖（jiān）坐標有（yǒu）效地對交給你的程度進行編程。通過對這（zhè）種假設理想條件的方式進行運用，在開展程序編製工作時，如果沒有充分進行補償處理，將會導致車刀的運行軌跡出現一定的欠切，無法（fǎ）有效滿足加（jiā）工的（de）尺寸要求。所以，在具體加工過（guò）程中，相關工作人（rén）員需（xū）要進行半徑補償，在設（shè）定結（jié）束後，係統可以根據加工程序，結合預先設定的刀（dāo）具圓弧半徑尺（chǐ）寸，有效計算理想的刀具（jù）運動軌跡坐標。之後，則可以將計算結果和實際輪廓進行具體的對比和分析，得到相應的半徑值，以（yǐ）此作為標準，科學合理地加工零件尺寸。

1.2 功能

（1）刀尖圓弧半徑補償指令。首先，刀尖圓（yuán）弧半徑指令的種類，為了使數控編程（chéng）過（guò）程得到規範，在相關（guān）標準當中明確規（guī）定，刀尖圓弧半徑補償功能的指令代碼具體可以分為三種類型，分別是G41、G42、G40，其對應刀尖圓弧半徑左補償、刀尖圓弧半徑右補償以及（jí）取消刀具半徑補償，最後一個指（zhǐ）令主（zhǔ）要是指關閉左（zuǒ）右補償方式，在此指令下，刀具可以沿著（zhe）加工輪廓進行切削。其次，對左右刀補的判別方法。觀察人員迎著第三軸正方向的（de）指向對加工平麵內的刀具和零件輪廓關係進（jìn）行觀察（chá），當順著刀具走向時（shí），刀具在輪廓線的左邊時為左刀補，而（ér）當刀具出現在輪廓線的右邊時，其為（wéi）右刀補。最後，建立（lì）和取消刀補格在對刀（dāo）補功能編程進行使用時，首先，需（xū）要建立相應的（de）刀補，之後，加工工件輪廓，而在加工結束後，需要將刀補取（qǔ）消。

（2）刀尖圓弧半徑補償過程。刀尖圓弧半（bàn）徑補償的過（guò）程可以具體分為三個步（bù）驟：首先，在（zài）將刀補引入後，刀具足夠接近工件時，刀心軌跡可以從和編程軌跡重合的位置（zhì），逐漸過渡到和（hé）編程軌跡相偏離的位置。其次，刀補進行過程中，刀心軌跡應該和編程軌跡始終保持相應的偏置量，一直（zhí）到過程（chéng）結（jié）束，取（qǔ）消刀補。最後，刀補取消。當刀具（jù）在離開工件後，刀心（xīn）軌跡需要（yào）過渡到和編程（chéng）軌跡相關重合（hé）的位置。

2 刀尖半徑補償在數控車削加（jiā）工中的具體運用對策

2.1 半徑補償指令

目前，刀尖半徑補（bǔ）償（cháng）的指（zhǐ）令具（jù）體（tǐ）包括三種，分別為建立左刀補、建立右刀補以及取消刀尖半徑補償。而在對上述指令進行運用時，需要對（duì）以下（xià）幾個方麵的要求加大注意。首先，在編程加工時，對於和工件軸線相（xiàng）平行或垂直的零件，在具體加工時，往往不（bú）會出現相關的誤差問題。隻（zhī）有在對理想刀尖進行運用時，編程加工倒角、圓弧和錐麵等過程時，才可能會出現相關欠切和過切等情況。而在出現此類情況後，則可以有效應用半徑補償指令。其次，半徑補償指令在具體建立過程中往往存在著相（xiàng）應的（de）限製條件，通常情況下，隻有確保刀具在（zài）做直線運動時（shí）才能夠實現這一（yī）點。所以，要確保X 軸和Z 軸中至少（shǎo）存在一個坐標出現相應的變化，並且需要保證直（zhí）線增大或者減（jiǎn）小需要超過刀尖半（bàn）徑值。從以上情況進行考慮，選擇G01 或者G00 等指令比較適合。最後，在選擇G41 和G42 半徑補償指令時，需要按照具體的方法來進行選擇。首先，將刀具的運動軌（guǐ）跡作（zuò）為具體的方向，一旦刀具（jù）在工件（jiàn）左側，則可以使（shǐ）用G41 指令，如果（guǒ）刀具是在工（gōng）件的右側，則需（xū）要使用G42 指令（lìng）。

2.2 車刀形狀與位置

車刀形狀往往（wǎng）十分多樣化，而（ér）在具體（tǐ）編程加工等過程（chéng）中（zhōng），其位置往往存在相應的（de）差異性。與此同時，車刀形狀對於刀尖圓弧位置也具有著決定性（xìng）作用，所以，在具體編程加工過程中，一方麵，需要正確使用（yòng）刀具半徑補（bǔ）償指令；另一方麵，還需（xū）要對刀具的位置進行考慮，如果對假象刀尖的方位進行選擇（zé），則需要（yào）合理地確定補償量。

2.3 刀具（jù）半徑編程規（guī）則

刀具半徑編程需要根據相關的規則有效開展，其重點內容在於對結果要點進行注意。具體（tǐ）來說，首先，對於G40、G41 以及G42 這三個編程質量，其往往隻允許和G00 以及G01進行結（jié）合（hé）編程，與其他指令是不允許進行結合編程的（de）。其次，在對G40、G41 以及G42 的（de）G00 和G01 前後程序段進行編入時，需要充分確保X 軸（zhóu）坐標值或（huò）Z 軸坐標值之間至少要有一個發（fā）生相應的變化。最後，在刀補過程中，相關工作人員需要充分考慮（lǜ）零件（jiàn）的實際輪廓，並在（zài）此前提下有效編寫精加工軌跡。

3 刀尖圓弧（hú）半徑補償功能的實現過（guò）程（chéng）

3.1 刀尖半（bàn）徑的選擇

相關工（gōng）作人員結合成形刀的具體製造標準，在進行粗加（jiā）工時，其刀尖圓弧半（bàn）徑（jìng）主要取0.8 毫米，在半精加工過程主要取（qǔ）0.4 毫米，而精加工則需要取0.2 毫米。如果在粗精加工過程中都使用同（tóng）一把刀具，那麽，在選擇刀尖半徑時應該精選0.4 毫（háo）米。由於刀尖（jiān）圓弧半精一般都比較小，因此，在進行粗車時（shí），可以對刀尖圓弧半徑補償不進行考慮。

3.2 刀尖圓弧方位的確定

刀具的形狀和（hé）安裝位置對刀尖圓弧的位置具有著決定作用。在進（jìn）行刀補時（shí），刀具發生自動偏（piān）離，那麽，零件輪廓的方向也會存在著一定的差異（yì）。所以，要將代表車刀形狀和位置的刀尖方（fāng）位號T 進行（háng）輸入，體來說，需要（yào）在刀補表當中輸入。而（ér）刀尖方位具體分為9 種類型，可以分別用參數0 ～9 來進行表示（shì）。當將刀尖圓弧中心作為具體（tǐ）的（de）刀位點進行（háng）編程時，需要對0 或者9 刀尖方位號進行選用。

3.3 補償參數的設置

針對（duì）FANUC 係統數控車床進行分析，相關工作人員需要先按下具體的“偏置/ 設置”鍵位，並以此按下軟鍵補正和形狀，之後在（zài）刀具番號位（wèi）置處輸入具體的刀尖方位號和刀尖圓弧半徑。其中，R 值用來表示（shì）刀尖圓弧半徑，而T 值則主要表示刀尖方位。而R 值（zhí）隻能在磨耗頁麵和形狀頁麵中進行設置，不能同時（shí）在兩個頁麵中進行設置。T 值則主要在形狀頁麵當中進行設置，之後可以（yǐ）在磨耗中自動生成。當刀尖方位號為0 或（huò）者9 時，則（zé）可以不進行輸入。

3.4 程序的編製

結合左（zuǒ）、右刀（dāo）補判定方法，需要對刀補指令G41 和G42進行正確選用。而在（zài）進行精加工程序時，需要在開始（shǐ）段中（zhōng）引入具體的（de）刀補，並在（zài）精加工結束後，於程序段中對刀補進（jìn）行取消（xiāo）。

4 刀尖半（bàn）徑補償在數控車加工中（zhōng）的實際（jì）運用

在實際（jì）加工工件時，由（yóu）於數控車床的毛坯通常使用一些鑄鍛件和棒料，所以往往會有相（xiàng）應的加工餘量。對（duì）此情況，相關工作人員一般需要進行多次切削。而通過運用刀尖半徑補償，則可（kě）以有效減少這一（yī）現象。具體來說，工作人員需要對FANUC-oi 係統進行應用，該係統可以為數控車加工提供具有多種（zhǒng）形式的固定循環（huán）功能，具體包括仿形循環指令、粗車循環指令以及（jí）精加工指令等。如此一（yī）來（lái），便（biàn）可以在一定程度上簡化程序，使內存占用得到減少。

5 刀尖圓弧半徑補償注意事項

（1）刀尖圓弧半徑補償在具體建立和取消（xiāo）過程中，需要在未切削的G00 或（huò）G01 程序段進行，禁止在G02 或G03 等程序段中進行，否則，將會出現相應的報（bào）警提示（shì）。（2）在程序中，G41 和G42 不能夠直接進行轉換，如果必須進行變換，則需要使用G40 使刀尖圓弧半徑補償取消，也就（jiù）是（shì）說，G40 需要和G41 或者G42 進行配對使用。（3）在對G40、G41、G42 的G00 和G01 程序段進行編入時，需（xū）要確保X、Z 值中（zhōng）需要有一個發生變化。（4）在對內圓弧（hú）輪廓進（jìn）行加（jiā）工時，工作人員所設（shè）定的刀尖（jiān）圓弧半徑需要小於工件輪廓中的最小（xiǎo）圓弧半徑。（5）在具有刀（dāo）補功能的程序段（duàn）當中，不能出現相關的子程序、循環以及跳（tiào）轉等現象。

6 結語

綜上所（suǒ）述，刀尖半徑補償（cháng）對於數控車加工具有著十（shí）分重要的作用。而（ér）相關（guān）工作人員需要充分了解刀尖半徑補償的具體功能，如半徑補償指令、刀具半徑編程規則以及車刀形狀、位（wèi）置等（děng），明確刀尖半徑補償在數控車加工中（zhōng）的具體應用，從而提升（shēng）數控（kòng）車床的加工水平。

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