刀具补偿在数控加工中的作用

迟雪

摘 要：在数控加工中刀具补偿功能能够补偿数控机床在切削过程中不可避免的刀具磨损问题，能补偿刀具实际安装位与理论编程位差，并通过刀具补偿的方式减少零件加工程序的变更。刀具补偿在数控加工中具有重要的意义，是保障加工精度、提高加工效率的重要措施。在现代数控加工生产中，操作员及编程设计人员应正确认识刀具补偿的作用及意义，以熟练的刀具补偿应用，提高数控加工效率。该文就刀具补偿在数控加工中的应用及应用要点进行了分析与论述。

关键词：刀具补偿 数控加工 刀具补偿值

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0069-01

1 刀具补偿的作用与意义

刀具补偿概念是20世纪六七十年代提出的，是为了降低编程人员根据刀具理论路线及实际路线的相对关系编程易发生错误、提高编程效率而提出的方式。应用刀具补偿概念，编程人员仅需要按照工件轮廓尺寸进行编程，并在建立及执行刀补后其数控系统自动进行计算及自动调整刀位点，以此实现提高工作效率的目的。随着刀具补偿的深入研究与实践应用经验的不断积累，刀具补偿在数控加工中的作用不断凸显，其补偿方式也从最初单一补偿发展到现在的刀具长度补偿、刀具半径补偿等方式。通过不同补偿方式的有效运用，能够解决刀具在加工过程中的轨迹问题，实现提高加工效率的目标。随着刀具补偿应用的增加、随着数控人员刀补经验的积累，不同于传统刀补应用思想的应用方式也层出不穷，为提高数控加工效率、降低数控加工中编程工作量奠定了基础。

2 刀具补偿在数控加工中的作用

为了更好的了解刀具补偿在数控加工中的作用、提高实际应用成效，数控加工中必须了解刀具补偿的基本原理及应用原则，并通过不断的经验积累提高刀具补偿应用成效。针对刀具补偿指令及使用特点，确定刀补方式。以下就各种类型刀具补偿的作用与应用技巧进行了分析。

2.1 刀具长度补偿在数控加工中的作用

数控加工中，根据加工工件要求而需要通过换刀指令选择不同刀具进行加工时，刀具长度会发生变化。刀具长度的变化使得非基准刀位点起始位置与基准刀位点起始位置不重合，此时必须对刀具长度变化做出适当处理，避免零件报废或撞刀问题的发生。刀具长度补偿既是为了避免此类问题发生而引入的概念，同时长度补偿也是提高编程及加工效率的关键点。刀具长度补偿使刀具在垂直于走刀平面（比如G17，XY平面）的方向上偏移一个刀具长度修正值，因此在数控编程过程中，一般无须考虑刀具长度。也就是说，每一把刀的长度都是不同的，刀具的长度补偿只是和Z坐标有关。刀具长度补偿由两种方式，一种是用刀具的实际长度作为刀长的补偿，另一种采用刀尖在Z方向上与编程零点的正负距离值作为补偿值。在具体的应用中，刀具长度补偿还应用于不同规格刀具或刀具磨损后的调整，利用刀具长度补偿指令补偿刀具的变化，避免了重新调整刀具或重新对刀带来的工作量增加，提高了加工效率。

2.2 刀具半径补偿在数控加工中的作用

在数控加工过程中以“刀具相对于工件运动”为原则，不考虑刀具大小在编程后所引起的、由刀具半径值所产生的过切现象。因此需要在编程时引入刀具半径补偿，根据实际刀具大小按照工件轮廓使刀具自动偏离轮廓一个刀具半径，避免多切问题的发生。根据数控加工中对精度、效率及质量的需求，数控编程及操作人员应正确掌握刀具半径补偿的概念及应用方法。通过合理设置刀具半径补偿值，保障加工精度。刀具半径补偿应利用理论轮廓编程，通过预先设定偏置参数实现加工目标。刀具半径补偿概念的应用能够在编程过程中不考虑太多刀具直径大小问题，进而提高编程效率。刀具半径补偿一般情况下只是用于铣刀类刀具，在根据工件尺寸编程后，将刀具半径作为半径补偿值放在半径补偿储存器中，在此后的加工中无论更换铣刀还是进行粗精加工转换，只要更改刀具半径补偿值即可。由此可见，刀具半径补偿的应用能够极大的降低数控加工中的编程工作量及计算工作量，利用刀具补偿实现加工效率提高的目的。

2.3 刀具补偿在数控加工中的技巧

在刀具补偿概念应用中，需要正确掌握刀具补偿的使用技巧，以此实现提高工作效率的目的。在刀具长度补偿指令的使用中，应首先掌握正负补偿及偏置量的确定技巧。正负补偿量要根据Z轴的方向确定，如刀具刀位点在编程原点Z坐标正方向，则使用负补偿（G44）。在补偿功能代号H后的两位数字表示的刀具补偿寄存器地址中存放刀具长度的补偿值，以主轴轴端中心作为起刀点，以刀具离轴端伸出长度为H中的偏置量。这样能够避免指令使用错误带来的加工事故，实现刀具补偿应用目的。在刀具长度补偿指令中刀具位置发生变化时，应将坐标的变化转化为工件坐标系的变化，也就是将工件坐标系和刀具一起沿Z轴方向移动一个刀具长度补偿值，重新建立一个新的坐标系，再将加工程序中的Z坐标值放在新的工件坐标系中，通过这样的方式简化刀具长度补偿中的繁琐计算，提高编程效率。

在刀具半径补偿的应用中，应对刀具半径补偿功能、刀具选择以及刀具路径确定等进行分析，利用“少吃快走”工艺，提高加工效率。另外，加工中还应改变思维方式，利用刀补参数寄存器常量改变量的方式，加工典型工件，实现提高加工效率的目的。具体的刀具半径补偿应用技巧需要数控加工人员在实际的加工中，根据工件的实际情况及经验进行总结与分析，提高刀具半径补偿概念的利用率。

3 刀具补偿应用中的注意事项

在数控加工中的刀补功能使用中，需要注意以下几点。首先建立及取消刀补时，刀具必须在刀补平面内运动。其次启用刀具补偿时，必须了解刀具运动方向，避免加工方向错误造成的工件废品。另外在刀具补偿指令应用中必须采用先下刀后建立刀补、抬刀后取消刀补程序的方式，避免刀补信息不足、程序无法计算等问题的发生，避免抬刀前取消刀补产生的零件报废问题。最后抬刀后取消刀补，这样刀具远离工件，避免刀具多切现象的发生。针对刀具补偿应用中的常见问题及生产安全事故原因，掌握科学的刀具补偿应用方法，实现刀具补偿应用目标。

4 结论

在现代数控加工中，刀具补偿概念对加工工作有着重要的影响，是提高加工效率的重要方式。合理利用刀具补偿不仅能够提高加工效率，同时还能有效避免加工中计算工作量较大的问题、避免计算错误等造成的零件报废。同时刀具补偿功能还能够解决加工过程中刀具磨损问题，如果利用得当还能够发挥更大的功效。例如刀具补偿常量、变量的更改能够实现传统刀补加工中不能实现的功能，通过加工中经验的积累、刀具补偿原理及概念的深入分析，此类应用方法将得到不断的扩充与完善，为促进数控加工中刀补应用技巧的丰富、促进数控加工效率的提高奠定基础。

参考文献

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