铣削加工中刀具半径补偿的运用

摘

 要：刀具半径补偿是现代数控机床控制系统的一种基本功能。在数控车铣床、加工中

心加工工件时，特别是二维平面工件的轮廓加工，如果不考虑刀具的实际直径大小，加工
出来的工件尺寸与实际要求的尺寸将不符（大一圈或小一圈）。如果加入刀具半径补偿，刀
具会自动偏移刀具半径值，这样就可以正确加工。因此，理解刀具半径补偿并能正确灵活地
使用刀具补偿功能，将简化编程，起到事半功倍的效果。将刀具补偿和变量编程结合使用，
还可实现一些复杂曲面的加工，在数控切削加工中有较强的实用价值。

 

　　关键词：轮廓加工；刀具；半径；应用；补偿

 

　　

1 对刀具半径补偿的认识 

　　

1.1 刀具半径补偿的基本概念 

　　在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径或线切割的电极丝半径
等），刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。在进行内轮廓加工时，刀
具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件
的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移称为刀具半径补偿。

 

　　

1.2 刀具半径补偿指令 

　　刀具半径补偿指令有

G41、G42 和 G40 共 3 个指令。当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方

向的左边时，称为左刀补，用

G41 表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，右

刀补，用

G42 表示；取消刀具半径补偿时用 G40 表示。 

　　

1.3 刀具半径补偿执行过程 

　　（

1）设置刀具半径补偿值：程序启动之前，在刀具补偿参数区内设置补偿值。 

　　（

2）刀具半径补偿的建立：刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点（起刀点位于零

件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近）以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹从与
编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值的过程。刀具从起刀点接近工件，刀具
中心轨迹的终点不在下一个程序段指定的轮廓起点，而是在法线方向上偏移一个刀具补偿
的距离。在该段程序中，动作指令只能用

G00 或 G01。 

　　（

3）刀具补偿进行：在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具

半径值的距离。此时半径补偿在

G00、G01、G02、G03 情况下均有效。 

　　（

4）取消补偿：使用 G40 指令取消程序段偏置值，使刀具撤离工件，回到起始位置，

从而使刀具中心与编程轨迹重合。以下两种情况之一发生时加工中心补偿模式将被取消。①
当程序中给出

G40 同时要有补偿平面内坐标轴移动时。②当刀具补偿号为 D00 时。 

　　

2 刀具半径补偿的应用剖析 

　　

2.1 简化编程，提高精度，增加程序的柔性 

　　使用刀具半径补偿指令可以按零件的轮廓直接编程，实现轮廓加工，从而简化编成，
这是刀具半径补偿的一般应用。然而实际加工中刀具补偿值并不一定完全等于刀具半径值，
因此在首件加工时，为了不浪费材料，应采取适当增加刀具半径补偿值的方法，根据加工
实测值和理论值之差，修正刀具半径补偿值，从而提高零件加工精度。同一程序加工，当刀
具磨损或重磨后，直径会发生变化，则需要通过修改刀具半径补偿值来获得所需的尺寸精
度，增加程序的柔性。

 

　　

2.2 同一程序实现零件粗、精加工 

　　刀具半径补偿除了简化编程，外，还可以用修改刀补值的方法，实现用同一乘虚进行
轮廓的粗、精加工。粗加工阶段：刀具半径补偿值

=刀具半径+精加工余量（单边）；在精加

工阶段，刀具半径补偿值

=刀具半径+修正值。