刀具半径补偿在数控铣削中的应用

?

刀具半径补偿在数控铣削中的应用

刘一波

(辽宁轨道交通职业学院，辽宁　沈阳　110023)

摘要：介绍了数控铣床在铣削加工中刀具半径补偿指令的选择及应用。以内、外轮廓零件为例，分别介绍刀具半径补偿的具体方法及步骤，并通过实例介绍了刀具半径补偿指令功能。合理地使用刀具半径补偿指令，能够简化编程，提高效率，提高工件质量。

关键词：数控铣削；刀具半径补偿；指令应用；走刀路线

0　引言

零件铣削加工时如果不考虑刀具半径值，按照零件轮廓进行程序编辑是比较方便的，但实际加工时，刀具是以中心轨迹铣削的，如不考虑刀具半径值，会导致加工出的零件尺寸与实际尺寸不一致。为了能够使加工程序更加简单，零件尺寸符合要求，那么就需要合理地使用刀具半径补偿功能。刀具半径补偿功能不仅节约了编程时间，还可以利用同一程序来完成粗、精铣削加工。

1　刀具半径补偿指令的选择

铣刀在铣削加工时刀具半径有两种补偿方式：刀具半径左补偿和刀具半径右补偿。当外轮廓顺时针铣削加工、内轮廓逆时针铣削加工时，称为刀具半径左补偿，用G41表示，如图1所示。当外轮廓逆时针铣削加工、内轮廓顺时针铣削加工时，称为刀具半径右补偿，用G42表示，如图2所示。

图1　刀具半径左补偿 图2　刀具半径右补偿

2　刀具半径补偿指令的应用

2.1　外轮廓刀具半径补偿

2.1.1　外轮廓切向进刀和退刀

图3为外轮廓切向进刀和退刀示意图，其具体操作步骤如下：

(1) 刀具定位到位置1处，与位置2保持大于一个刀具半径的距离。

(2) 刀具从位置1到位置2时，施加半径补偿G41。

(3) 顺时针完成整个铣削路径。

(4) 刀具从位置5铣削到位置6时，施加半径补偿取消G40。

2.1.2　外轮廓圆弧进刀和退刀

图4为外轮廊圆弧进刀和退刀示意图，其具体操作步骤如下：

(1) 刀具定位到位置1处，保证切入、切出弧的半径必须大于所用刀具的半径。

(2) 刀具从位置1到位置2时，施加刀具半径补偿G41。

(3) 位置2到位置3圆弧切入后，顺时针完成整圆的铣削。

(4) 位置4到位置5圆弧切出后，从位置5到位置6时，施加半径补偿取消G40。

图3　外轮廓切向进刀和退刀示意图 图4　外轮廓圆弧进刀和退刀示意图

2.2　内轮廓刀具半径补偿

2.2.1　内轮廓直线进刀和退刀

图5为内轮廓直线进刀和退刀示意图，其具体操作步骤如下：

(1) 从位置1到位置2，施加刀具半径补偿G41，位置1到2的距离至少要大于一个刀具半径的距离。位置1不需要是圆弧的中心。

(2) 逆时针完成整圆铣削。

(3) 刀具从位置3铣削到位置4时，施加半径补偿取消G40。

2.2.2　内轮廓圆弧进刀和退刀

图6为内轮廓圆弧进刀和退刀示意图，其具体操作步骤如下：

(1) 切入弧和切出弧必须大于所用刀具的半径。

(2) 刀具从位置1到位置2时，施加刀具半径补偿G41。

(3) 位置2到位置3圆弧切入后，逆时针完成整圆铣削。

(4) 位置4到位置5圆弧切出后，从位置5到位置6时，施加半径补偿取消G40。

图5　内轮廊直线进、退刀示意图 图6　内轮廊圆弧进、退刀示意图

3　刀具半径补偿指令功能

选择不同直径铣刀，使用同一个加工程序，利用刀具半径补偿的功能可直接按照零件轮廓进行程序编辑。在零件铣削加工时，如果刀具半径发生了改变，加工程序也不需要重新修改，只需要在相应的刀具表中调整刀具半径值即可。如图7所示，刀具1、刀具2两者刀具半径不同，分别为r1、r2，在实际应用时只要将所使用的刀具与刀具表中的刀具半径对应即可。

选择的刀具直径相同，使用同一个加工程序，可以对零件轮廓进行粗、精铣削加工，如图8所示。零件轮廓的精加工余量为Δ，使用的刀具实际半径为r，粗铣轮廓时，刀具半径补偿量为r+Δ，则能加工出比实际尺寸大的零件轮廓；精铣轮廓时，刀具和加工程序不变，刀具半径补偿量为r，则能加工出实际尺寸的零件轮廓。若在铣削过程中刀具发生磨损，根据实际轮廓测量的尺寸值来改变补偿量r的数值。

选择的刀具直径相同，使用同一个加工程序，可以加工出同一尺寸的内、外两个轮廓零件(如相同尺寸的凸模和凹模)，如图9所示。在外轮廓零件铣削加工时，刀具半径补偿量为r，铣削刀具沿轨迹A进行外轮廓铣削加工。在内轮廓零件铣削加工时，刀具半径补偿量为-r，铣削刀具沿轨迹B进行内轮廓铣削加工。

图7　刀具直径变化示意图 图8　粗、精轮廓铣削

图9　用刀补功能加工凹凸件

4　结语

刀具半径补偿功能在数控铣削加工中得到了广泛应用，熟练使用该功能可以大大减轻编程工作量，简化加工程序，在零件粗、精铣削加工和尺寸精度控制等方面发挥重要作用。

参考文献：

[1]贾永臣.补偿在数控加工中的合理应用[J].中国科技信息,2007(21):86-88.

[2]张慨.刀具半径补偿在数控加工中的应用分析[J].中国科技纵横,2010(22):292-293.

[3]耿金良.数控机床刀具补偿的应用[J].中国科技博览,2011(36):8-9.

[4]陈青林.数控机床刀具半径补偿功能的应用研究[J].中国机械,2014(14):120-121.

Application of Cutting Tool Radius Compensation in Numerically Controlled Milling

LIU Yi-bo

(Guidaojiaotong Polytechnic Institute, Shenyang 110023, China)

Abstract：In the paper, the selection and application of the tool radius compensation command were introduced in the milling process with the CNC milling machine. The milling process of inner and the outer contour of parts were compared, and the specific compensation method and steps of the tool radius compensation were introduced. In addition, tool radius compensation command functions were verified by examples. Using the tool radius compensation command reasonably plays a very important role in improving parts quality, simplifying programming and improving efficiency.

Key words：NC milling; tool radius compensation; application of instruction; pass route

文章编号：1672- 6413(2016)05- 0181- 02

收稿日期：2016- 01- 15；

修订日期：2016- 07- 06

作者简介：刘一波(1983-)，男，辽宁北宁人，工程师，在读工程硕士，主要从事机械加工与数控技术研究。

中图分类号：TG547∶TH161+.22

文献标识码：B