刀具半径偏置在轮廓曲线加工中的应用

在数控机床上加工零件时，首先要对其加工零件的轮廓进行编程，然后根据轮廓曲线曲率

半径的大小合理地选择所采用的刀具直径，以免由于刀具选择不合理造成过切现象。刀具
运动的轨迹不仅受加工程序的控制，而且还与使用的刀具半径有关，应用刀具半径偏置
(补偿)能直接控制加工零件的尺寸精度，即通过刀具半径偏置可将工件按照所给定的尺寸

放大或缩小，当刀具半径偏置设置数据大于所用刀具半径时，加工的工件尺寸比图纸实际

尺寸大，反之加工的工件尺寸比图纸实际尺寸小。数控系统中的刀具半径补偿功能就是为
了能使同一零件加工程序可以用不同半径的刀具来加工规定尺寸的零件而设置的。

1 刀具半径偏置格式

刀具半径偏置按其运动方式可分为：见图 1，G41 刀具左偏(沿其刀具运动方向看刀具在工

件的左侧)，G42 刀具右偏(沿其刀具运动方向看刀具在工件的右侧)。指令格式为 G17 G41 
(或 G42)X.Y.D、G18 G41(或 G42)X.Z.D、G19 G41(或 G42)Z.Y.D，其中 G17/G18/G19 分别为所

选择的平面指令，即 XY 平面、XZ 平面、YZ 平面，X、Y、Z 为刀具完成半径偏置的位置坐标
(见图 1 中的 K1 点)，D.是刀具半径偏置符号，一般控制系统刀具偏置符号从 01

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号 99 号

供选择使用，可在操作面板上调出，每一个符号内可输入不同的刀具半径值，D.符号与
G41(或 G42)必须成对使用。

虚线为刀具中心轨迹实线为工件轮廓

图 1
2 刀具半径偏置的作用

在数控机床上加工的零件，一般都要经过粗加工，由于粗加工过程所留的尺寸很不均匀，
在精加工中受尺寸精度和表面光洁度的限制不可能一刀加工完成，必须经过几刀加工才能
完成，这样就涉及到刀具偏置功能，即用同一把刀、同一程序采用不同的刀具半径偏置来
完成工件的加工。如加工图 2

 

凸轮轮廓曲线，假如粗加工按曲线外单边留 4～5mm 的精加

工余量，采用的刀具直径是 f30 立铣刀，可以看出由于刀具半径是 15mm、粗加工留余量为
5mm，当刀具半径偏置为 15+5=20mm 时正好与工件轮廓相接触，当刀具半径缩小到 15mm
时刀具正好与工件轮廓实际尺寸相接触，这样可以将精加工分为 3 刀加工完成，第一刀：
进刀量为 3mm，见图 2(a)，刀具半径偏置设为 20-2=18mm 这样刀具距离轮廓实际尺寸单
边尺寸还差 18-15=3mm，第二刀：进刀量为 2mm，见图 2(b)，刀具半径偏置设为 18-
2=16mm 这样刀具距离轮廓实际尺寸单边尺寸还差 16-15=1mm，最后一刀：见图 2(c)，考
虑到刀具的磨损及工件尺寸精度要求，可先用量检具测量工件两个基圆部分实际值，再与