在數(shù)控銑床零件加工過程中，由于刀具的磨損、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際刀具尺寸與編程時(shí)規(guī)定的刀具尺寸不一致和更換刀具等原因，都會(huì)直接影響zui終加工尺寸，造成加工誤差。為了zui大限度地減少因刀具尺寸變化等原因造成的誤差，目前數(shù)控銑床通常都具有刀具半徑補(bǔ)償功能，根據(jù)輸入的修正補(bǔ)償量和程序自動(dòng)地加工出零件，否則，很難保證加工精度。同時(shí)，使用刀具半徑補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)零件輪廓直接編程的巨變，大大簡(jiǎn)化了編程工作量。因此，理解刀具半徑補(bǔ)償并能正確靈活地使用刀具補(bǔ)償功能，將起到事半功倍的效果，將刀具補(bǔ)償和變量編程結(jié)合使用，還可實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜曲面的加工，在數(shù)控切削加工中有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

一、對(duì)刀具半徑補(bǔ)償?shù)恼J(rèn)識(shí)

1.刀具半徑補(bǔ)償作用

在數(shù)控銑床上進(jìn)行輪廓加工時(shí)，由于銑刀半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合，兩者相差一個(gè)刀具半徑值，為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個(gè)刀具半徑值，才能保證零件的輪廓尺寸，如圖1所示。這種自動(dòng)偏移計(jì)算稱為刀具半徑補(bǔ)償。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床通常都具備完善的刀具半徑補(bǔ)償功能，編程人員只需根據(jù)輪廓編程，數(shù)控裝置就會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，加工出所需要的工件輪廓。需要注意的是，在使用刀具半徑補(bǔ)償指令后，如果具體加工時(shí)選用不同半徑的刀具，則自動(dòng)偏移量是不同的，如圖1當(dāng)中就分別選擇了半徑不同的刀具1和刀具2進(jìn)行加工，其軌跡偏移量就明顯不同。

2. 刀具半徑補(bǔ)償指令

刀具半徑補(bǔ)償指令有G41、G42和G40共3個(gè)指令。沿著刀具前進(jìn)方向看，刀具位于工件輪廓的左側(cè)，稱為左補(bǔ)償，用G41指令，相當(dāng)于順銑，常在精加工階段采用，如圖1刀具1中心軌跡所示;沿著刀具前進(jìn)方向看，刀具位于工件輪廓的右側(cè)，稱為右補(bǔ)償，用G42指令，相當(dāng)于逆銑，常用于工件表面硬皮和粗加工，如圖1刀具2中心軌跡所示;G40指令是用于取消補(bǔ)償用。

3. 刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行過程

刀具半徑補(bǔ)償工作過程分為三步。*步，建立刀具半徑補(bǔ)償，如圖1中的SA段所示，這個(gè)工作要在切削工件之前完成。第二步，執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償。如圖1當(dāng)中，左刀具半徑補(bǔ)償ABCDA段和右刀具半徑補(bǔ)償ADCBA所示。第三步，撤消刀具半徑補(bǔ)償。如圖1當(dāng)中AS段所示，加工結(jié)束后取消刀具半徑補(bǔ)償，刀具回到起始位置S。

二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用剖析

1. 實(shí)現(xiàn)零件的輪廓加工，提高加工精度

使用刀具半徑補(bǔ)償指令可以按零件的內(nèi)、外輪廓直接編程，實(shí)現(xiàn)輪廓加工，這是刀具半徑補(bǔ)償?shù)囊话銘?yīng)用。由于刀具半徑補(bǔ)償值不一定等于刀具半徑值，因此在*加工時(shí)，為了不浪費(fèi)材料，應(yīng)采取增加刀具半徑補(bǔ)償值的方法，根據(jù)加工實(shí)測(cè)值和理論值之差，修正刀具半徑補(bǔ)償值，從而提高加工精度。同一加工程序，當(dāng)?shù)毒吣p或重磨后，直徑會(huì)發(fā)生改變，則需要通過修改刀具半徑補(bǔ)償值來獲得所需的尺寸精度，增加程序的柔性。
2. 同一程序?qū)崿F(xiàn)零件粗、精加工
刀具半徑補(bǔ)償除簡(jiǎn)化編程外，還可以用修改刀具半徑補(bǔ)償值的方法，實(shí)現(xiàn)用同一程序進(jìn)行輪廓的粗、精加工。即在粗加工階段：刀具半徑補(bǔ)償值=刀具半徑+精加工余量;在精加工階段，刀具半徑補(bǔ)償值=刀具半徑+修正值。

3. 設(shè)置正負(fù)刀具半徑補(bǔ)償值實(shí)現(xiàn)零件的等寬壁厚加工

一般情況下，刀具半徑補(bǔ)償值應(yīng)為正值，若補(bǔ)償值為負(fù)值，則G41和G42相互替換。利用這一特點(diǎn)，當(dāng)加工相等寬度的、由直線和圓弧或者含有曲線的等距輪廓工件時(shí)，只需針對(duì)一個(gè)輪廓進(jìn)行編程即可：加工好*個(gè)輪廓后，修改刀具半徑補(bǔ)償值，使“刀具半徑補(bǔ)償值=-（刀具半徑+輪廓寬度）”，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)第二個(gè)輪廓的加工。

在實(shí)際加工時(shí)，需要考慮建立刀具半徑補(bǔ)償和撤銷刀具半徑補(bǔ)償時(shí)的刀軌，會(huì)不會(huì)引起對(duì)加工工件的過切或與工件輪廓相干涉，若影響，只需要修改或者撤消刀具半徑補(bǔ)償?shù)能壽E即可。同理，在模具加工中，利用同一程序也可以加工同一公稱尺寸的內(nèi)外兩個(gè)型面，且可通過修改刀具半徑補(bǔ)償值保證配合精度。

4. 使用刀具半徑補(bǔ)償和變量編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪廓倒圓/倒角的加工

上述刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用，一般地，是在加工開始前將刀具半徑補(bǔ)償值輸入到數(shù)控裝置，加工過程中，刀具半徑補(bǔ)償值是保持不變的，稱為定刀具半徑補(bǔ)償。另一種情況，刀具半徑補(bǔ)償值在加工過程中需要按一定的規(guī)律改變，被稱為變刀具半徑補(bǔ)償。變刀具半徑補(bǔ)償需要與變量編程結(jié)合才能發(fā)揮作用。所謂變量編程，即允許程序中使用變量和給變量賦值，并能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和條件轉(zhuǎn)移，是數(shù)控程序編制的形式。

FNNUC0i系統(tǒng)的變量編程，可利用G10指令和系統(tǒng)變量按照某種規(guī)律改變刀具半徑補(bǔ)償值，在程序同一軌跡的控制下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)具有一定規(guī)律的邊緣截面復(fù)雜曲面的加工，通用性強(qiáng)。如工件任意輪廓的倒圓、倒角加工，或圓孔/圓柱的邊緣倒圓、倒角加工等。