數(shù)控銑床加工中刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)用分析

李芹

（江蘇城市職業(yè)學(xué)院（徐州），江蘇 徐州 221006）

數(shù)控銑床加工中刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)用分析

李芹

（江蘇城市職業(yè)學(xué)院（徐州），江蘇 徐州 221006）

刀具半徑補(bǔ)償指令是數(shù)控銑床上一個非常重要的應(yīng)用指令，文中主要介紹了刀具半徑補(bǔ)償?shù)母袷健⑦^程和其在數(shù)控銑床加工中的應(yīng)用，探討了在零件加工過程中使用刀具半徑補(bǔ)償指令的注意事項(xiàng)等相關(guān)知識。

數(shù)控銑床；刀具半徑補(bǔ)償；應(yīng)用

1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康?/h2>

在數(shù)控銑床進(jìn)行工件加工時，由于銑床刀具的刀位點(diǎn)為刀具中心位置，造成工件在加工過程中，刀具的中心軌跡和工件輪廓不重合，如圖1所示。為了保證工件加工的合格，則必須按照刀具的中心軌跡進(jìn)行編程，即需要根據(jù)刀具的半徑值在工件輪廓上加上或減去對應(yīng)的數(shù)值，導(dǎo)致編程人員的工作量增大，工作效率降低。同時，刀具的半徑值也會隨著刀具磨損、重磨或換新刀等原因相應(yīng)的發(fā)生變化，編程人員必須對刀具的中心軌跡重新進(jìn)行計(jì)算并且編寫新的加工程序。若在程序編制過程中運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令，則數(shù)控機(jī)床會自動根據(jù)刀具半徑值計(jì)算刀具中心的軌跡，而編程人員只需按照工件的輪廓進(jìn)行編寫加工程序， 這樣既簡化了編程，又能很容易地調(diào)整加工輪廓的尺寸。

圖1 刀具中心軌跡與工件輪廓

2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶頖40、G41、G42

格式：

說明：

（1）G17、G18、G19——選擇不同的加工平面進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，G17刀具半徑補(bǔ)償在XY平面進(jìn)行；G18刀具半徑補(bǔ)償在XZ平面進(jìn)行；G19刀具半徑補(bǔ)償在YZ平面進(jìn)行。由于數(shù)控銑床的默認(rèn)工作平面為G17（XOY平面），故G17指令可以省略。注意：平面選擇的切換必須在補(bǔ)償取消方式下進(jìn)行，若在補(bǔ)償方式下進(jìn)行平面選擇切換，則機(jī)床報警。

（2）G41、G42——刀具半徑補(bǔ)償指令，G41為刀具半徑左補(bǔ)償；G42為刀具半徑右補(bǔ)償。G41、G42指令的判斷：沿著刀具前進(jìn)方向看，若刀具在被加工工件的左側(cè)即為刀具半徑左補(bǔ)償G41；反之即為刀具半徑

右補(bǔ)償G42，如圖2所示。

圖2 刀具半徑補(bǔ)償

（3）X、Y、Z ：G00/G01 的參數(shù)，即刀補(bǔ)建立或取消的終點(diǎn)坐標(biāo)值。

（4）D：刀具偏置號地址(D00～D99)，用于存放所選刀具的半徑值。

（5）G40：取消刀具半徑補(bǔ)償指令，其為模態(tài)碼,機(jī)床初始狀態(tài)為G40。

3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程

（1）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕ⅰ僭O(shè)刀具半徑為r,刀具在起始點(diǎn)位置時，刀具中心和編程軌跡重合，當(dāng)其逐漸靠近工件，刀具的中心與編程軌跡逐漸偏離一個偏置量r，如圖3所示。該過程的實(shí)現(xiàn)必須由G00或G01指令才有效。

圖3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?/p>

（2）刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)行——零件程序一旦執(zhí)行G41或G42指令后，刀具半徑補(bǔ)償指令一直有效，即刀具中心與編程軌跡始終相距一個偏置量r，直到刀補(bǔ)G40取消。

（3）刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?dāng)工件被加工完成后，刀具的中心軌跡從與編程軌跡偏離一個偏置量r逐漸向其重合的過程，如圖4所示。

圖4刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?/p>

4 刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用

利用刀具半徑補(bǔ)償指令，以FANUC系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床為例，編制如圖5所示零件的加工程序：要求建立如圖所示的工件坐標(biāo)系，按A-B-C-D-E-A所指示的路徑進(jìn)行加工，假設(shè)初始時，刀具在工件上表面100mm，工件的切削深度為5mm。

零件程序如下：

O4140;

M03 S1000 G54 G90 G94;

G00 X10. Y-10. Z100.;

G01 Z-5. F400.;

圖5 加工零件圖形

G41 X10. Y10. D01；Y20.；

X30. Y30.；

G03 X40. Y20. R10.；

G02 X30. Y10. R10.；

G01 X-10 .；

G00 Z100.;

G40 ；

M05;

M30；

5 使用刀具半徑補(bǔ)償時的注意事項(xiàng)

（1）G41/G42與G40指令必須成對出現(xiàn)，即在編制程序時必須用G40指令取消刀具半徑補(bǔ)償，使刀具的中心軌跡再次與編程軌跡重合。否則，刀具的定位最終將偏離工件輪廓一個刀具半徑值。

（2）G41/G42與G40之間的程序段中不允許出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像等功能指令。

（3）G41/G42與G40的進(jìn)行必須在刀具遠(yuǎn)離工件的地方；且應(yīng)與選定好的切入點(diǎn)和進(jìn)刀方式協(xié)調(diào)，保證刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠行浴?/p>

6 結(jié)語

在數(shù)控銑床程序編制過程中靈活掌握和運(yùn)動刀具半徑補(bǔ)償指令，可以大大的簡化程序編制的內(nèi)容，減少編程人員的工作量，特別是對復(fù)雜零件程序的編制。同時可以避免由于刀具半徑發(fā)生變化對零件加工程序的影響，進(jìn)而提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和零件的加工質(zhì)量。

TG547

A

1671-0711（2017）12（上）-0158-02