吴小风
（福州第二技师学院，福建 福清）
一、刀具半径补偿的作用在数控铣床加工中，铣刀的刀位点在刀具中心线上，编程的基准是铣刀的中心，零件的轮廓是由铣刀加工后而形成的。以铣刀为例，刀位点位于刀具端部中心，而切削点位于铣刀外圆，这使得铣刀的切削点和刀位点不重合，并且相差一个半径值。如果以零件轮廓为编辑轨迹，那么在实际加工时单边将被切掉一个半径值。为了加工出符合图样要求的零件轮廓，刀心轨迹必须偏移工件轮廓一个半径值，我们把这种偏移叫作刀具半径补偿，刀具中心和图样轮廓之间的距离我们称之为偏置量。综上所述，刀具半径补偿的作用就是让刀心轨迹和工件实际轮廓从重合到偏移的过程。
二、刀具半径补偿功能的运用（一）采用同一段程序可以对零件进行粗、精加工1.刀具磨损半径变小后，用磨损后的刀具值更换原刀具值即可，即用手工输入方法将磨损后的刀具半径值输入原D代码所在的存储器中即可，而不必修改程序。
2.利用刀具半径补偿功能，通过修正刀偏值，完成粗、精加工。
3.案例分析：如图1所示，按实际轮廓ABCD进行编程，在粗加工中时，将D偏置量设为D=R+Δ，其中R为刀具，Δ为精加工余量、修正量，粗加工后，形成的工件轮廓尺寸比图样轮廓ABCD每边大Δ。精加工将偏置量设为D=R，零件加工后得到图样所要求的轮廓ABCD。当工件加工后，若实际测量尺寸比图样要求尺寸大，采用同样的办法进行修整。
图1 粗、精加工余量
4.实例运用：使用Φ10立铣刀对工件进行粗、精加工，精加工余量为0.2mm，铣削深度为5mm。粗加工和精加工只是除了存储在D01里面的偏置量不一样外，程序相同，所以精加工的时候只需把存储地址D01的数值由5.2改为5就可以使用原先的程序对工件轮廓进行精加工。
（二）采用正/负刀具半径补偿加工凸和凹轮廓1.同一程序能加工零件公和母两个形状（型芯和型腔），并且他们之间可以通过选择偏置量进行调整。
2.在内工外轮廓时，将偏置量设为+D，刀具中心将沿轮廓的内侧切削。一般情况下偏置量是正值，将偏置量设为-D，刀具中心将沿轮廓的内侧切削。
3.这种编程与加工方法，在模具加工中运用较多。
4.实例运用。在实际使用过程中，要注意以下两点：第一，凸、凹模型加工时刀具的走刀方向一致，都是顺时针或者逆时针，如果加工凹件时使用顺铣方式，那么凸件加工就会变成逆铣方式。我们可以看出，加工凹件时刀具采用G41的方式进行顺铣，凸件实际上是以G42方式进行逆铣。第二，使用此方法必须在工件上表面先建立刀补，然后再下刀，否则切削深度较大时，不利于使用子程序分层切削。如果先下刀，后建立刀具，那么就会造成工件的过切，此时必须更改下刀点，下刀点分别在凹件内部和凸件外部。根据零件的大小和实际加工区域，我们选择Φ12的铣刀对其进行加工。
图2 实例图
实例程序如下：
以上是凹件的加工程序。加工凸件时，若采用先建立刀补后下刀，只需要把N7程序段的D01里面的数值改为-6.0即可。若先下刀后建立刀补，需要把N4 G00 X0 Y0由凹件内部下刀改为在凸件外部合适位置下刀，同时把N7程序段中的G41改为G42即可，这也是我们在实际教学过程中经常使用的方法之一。
三、运用刀具半径产生的报警、过切及解决策略（一）刀补建立和取消时产生的报警及过切1.机床出现P/S报警034号，这是刀补建立和取消时运用G02、G03指令造成的，大部分数控系统不支持使用G02、G03指令建立和取消刀补。
解决策略：改用G01、G00指令来建立或取消刀补。若运用G00指令来建立刀补，为了安全起见，需先建立刀补后再下刀。
2.刀补建立和取消时起动点和切入点不在同一侧造成的过切。OM路线建立刀补，造成过切，AM路线取消刀补，造成过切。
解决策略：建立刀补时让起动点和切入点在同一侧（如OA路线），取消刀补时也应该在同一侧（如AN路线），这样就可以避免过切。
3.连续两段非XY平面内移动指令造成的过切。如G90、M05、G04 X10.0、G17（G18、G19）平面内的Z（Y、X）轴移动指令等都属于非移动指令。当补偿从N3开始建立时由于机床只预读两句，而N4、N5都为Z轴移动，没有XY轴移动，机床无法判断下一步补偿矢量，若机床不报警，刀补会照常进行，只是N3的目的点发生了变化。刀具中心将会运动到P1点，其位置是N3的目的点与原点连线垂直方向左偏D01值，于是发生过切。起始点在X0Y0处,高度为100mm处，若刀具半径补偿由起始点开始，由于接近工件及切削工件时要有Z轴移动，这时容易出现过切现象，以下是一个过切程序实例。
解决策略：把N3放在N4或者N5后面，这样就可以避免连续两段程序是非XY平面移动指令。
（二）刀补使用过程中产生的报警及过切（G41/G42干涉）1.内圆弧半径小于刀具半径造成的报警及过切。
当偏置量大于加工轮廓的内圆弧半径时，机床会产生报警现象。
