刀具補償在數控加工中的作用

遲雪

摘 要：在數控加工中刀具補償功能能夠補償數控機床在切削過程中不可避免的刀具磨損問題，能補償刀具實際安裝位與理論編程位差，并通過刀具補償的方式減少零件加工程序的變更。刀具補償在數控加工中具有重要的意義，是保障加工精度、提高加工效率的重要措施。在現代數控加工生產中，操作員及編程設計人員應正確認識刀具補償的作用及意義，以熟練的刀具補償應用，提高數控加工效率。該文就刀具補償在數控加工中的應用及應用要點進行了分析與論述。

關鍵詞：刀具補償 數控加工 刀具補償值

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0069-01

1 刀具補償的作用與意義

刀具補償概念是20世紀六七十年代提出的，是為了降低編程人員根據刀具理論路線及實際路線的相對關系編程易發生錯誤、提高編程效率而提出的方式。應用刀具補償概念，編程人員僅需要按照工件輪廓尺寸進行編程，并在建立及執行刀補后其數控系統自動進行計算及自動調整刀位點，以此實現提高工作效率的目的。隨著刀具補償的深入研究與實踐應用經驗的不斷積累，刀具補償在數控加工中的作用不斷凸顯，其補償方式也從最初單一補償發展到現在的刀具長度補償、刀具半徑補償等方式。通過不同補償方式的有效運用，能夠解決刀具在加工過程中的軌跡問題，實現提高加工效率的目標。隨著刀具補償應用的增加、隨著數控人員刀補經驗的積累，不同于傳統刀補應用思想的應用方式也層出不窮，為提高數控加工效率、降低數控加工中編程工作量奠定了基礎。

2 刀具補償在數控加工中的作用

為了更好的了解刀具補償在數控加工中的作用、提高實際應用成效，數控加工中必須了解刀具補償的基本原理及應用原則，并通過不斷的經驗積累提高刀具補償應用成效。針對刀具補償指令及使用特點，確定刀補方式。以下就各種類型刀具補償的作用與應用技巧進行了分析。

2.1 刀具長度補償在數控加工中的作用

數控加工中，根據加工工件要求而需要通過換刀指令選擇不同刀具進行加工時，刀具長度會發生變化。刀具長度的變化使得非基準刀位點起始位置與基準刀位點起始位置不重合，此時必須對刀具長度變化做出適當處理，避免零件報廢或撞刀問題的發生。刀具長度補償既是為了避免此類問題發生而引入的概念，同時長度補償也是提高編程及加工效率的關鍵點。刀具長度補償使刀具在垂直于走刀平面（比如G17，XY平面）的方向上偏移一個刀具長度修正值，因此在數控編程過程中，一般無須考慮刀具長度。也就是說，每一把刀的長度都是不同的，刀具的長度補償只是和Z坐標有關。刀具長度補償由兩種方式，一種是用刀具的實際長度作為刀長的補償，另一種采用刀尖在Z方向上與編程零點的正負距離值作為補償值。在具體的應用中，刀具長度補償還應用于不同規格刀具或刀具磨損后的調整，利用刀具長度補償指令補償刀具的變化，避免了重新調整刀具或重新對刀帶來的工作量增加，提高了加工效率。

2.2 刀具半徑補償在數控加工中的作用

在數控加工過程中以“刀具相對于工件運動”為原則，不考慮刀具大小在編程后所引起的、由刀具半徑值所產生的過切現象。因此需要在編程時引入刀具半徑補償，根據實際刀具大小按照工件輪廓使刀具自動偏離輪廓一個刀具半徑，避免多切問題的發生。根據數控加工中對精度、效率及質量的需求，數控編程及操作人員應正確掌握刀具半徑補償的概念及應用方法。通過合理設置刀具半徑補償值，保障加工精度。刀具半徑補償應利用理論輪廓編程，通過預先設定偏置參數實現加工目標。刀具半徑補償概念的應用能夠在編程過程中不考慮太多刀具直徑大小問題，進而提高編程效率。刀具半徑補償一般情況下只是用于銑刀類刀具，在根據工件尺寸編程后，將刀具半徑作為半徑補償值放在半徑補償儲存器中，在此后的加工中無論更換銑刀還是進行粗精加工轉換，只要更改刀具半徑補償值即可。由此可見，刀具半徑補償的應用能夠極大的降低數控加工中的編程工作量及計算工作量，利用刀具補償實現加工效率提高的目的。

2.3 刀具補償在數控加工中的技巧

在刀具補償概念應用中，需要正確掌握刀具補償的使用技巧，以此實現提高工作效率的目的。在刀具長度補償指令的使用中，應首先掌握正負補償及偏置量的確定技巧。正負補償量要根據Z軸的方向確定，如刀具刀位點在編程原點Z坐標正方向，則使用負補償（G44）。在補償功能代號H后的兩位數字表示的刀具補償寄存器地址中存放刀具長度的補償值，以主軸軸端中心作為起刀點，以刀具離軸端伸出長度為H中的偏置量。這樣能夠避免指令使用錯誤帶來的加工事故，實現刀具補償應用目的。在刀具長度補償指令中刀具位置發生變化時，應將坐標的變化轉化為工件坐標系的變化，也就是將工件坐標系和刀具一起沿Z軸方向移動一個刀具長度補償值，重新建立一個新的坐標系，再將加工程序中的Z坐標值放在新的工件坐標系中，通過這樣的方式簡化刀具長度補償中的繁瑣計算，提高編程效率。

在刀具半徑補償的應用中，應對刀具半徑補償功能、刀具選擇以及刀具路徑確定等進行分析，利用“少吃快走”工藝，提高加工效率。另外，加工中還應改變思維方式，利用刀補參數寄存器常量改變量的方式，加工典型工件，實現提高加工效率的目的。具體的刀具半徑補償應用技巧需要數控加工人員在實際的加工中，根據工件的實際情況及經驗進行總結與分析，提高刀具半徑補償概念的利用率。

3 刀具補償應用中的注意事項

在數控加工中的刀補功能使用中，需要注意以下幾點。首先建立及取消刀補時，刀具必須在刀補平面內運動。其次啟用刀具補償時，必須了解刀具運動方向，避免加工方向錯誤造成的工件廢品。另外在刀具補償指令應用中必須采用先下刀后建立刀補、抬刀后取消刀補程序的方式，避免刀補信息不足、程序無法計算等問題的發生，避免抬刀前取消刀補產生的零件報廢問題。最后抬刀后取消刀補，這樣刀具遠離工件，避免刀具多切現象的發生。針對刀具補償應用中的常見問題及生產安全事故原因，掌握科學的刀具補償應用方法，實現刀具補償應用目標。

4 結論

在現代數控加工中，刀具補償概念對加工工作有著重要的影響，是提高加工效率的重要方式。合理利用刀具補償不僅能夠提高加工效率，同時還能有效避免加工中計算工作量較大的問題、避免計算錯誤等造成的零件報廢。同時刀具補償功能還能夠解決加工過程中刀具磨損問題，如果利用得當還能夠發揮更大的功效。例如刀具補償常量、變量的更改能夠實現傳統刀補加工中不能實現的功能，通過加工中經驗的積累、刀具補償原理及概念的深入分析，此類應用方法將得到不斷的擴充與完善，為促進數控加工中刀補應用技巧的豐富、促進數控加工效率的提高奠定基礎。

參考文獻

[1] 陳志宏，梁輝.數控加工中刀具補償應用技巧[J].數控加工技術，2014（7）：16.

[2] 王東.數控銑削加工中刀具半徑補償的應用[J].數控編程技術交流資訊，2013（17）：34.

[3] 丁海萍.刀具補償在數控加工中的應用[J].裝備制造技術，2010（11）：158-162.endprint