刀尖圆弧半径补偿的计算方法
刀具补偿
引言：1.为什么需要刀具补偿?（1）编程时通常设定刀架上各刀在工作位时，其刀尖位置是一致的，但由于刀具的几何开关，安装不同，其刀尖位置也不一样，相对于原点的距离不相同。
解决办法：一是各刀设置不同的工件原点二是各刀位置进行比较，设定刀具偏差补偿。
，可以使加工程序不随刀尖位置的不同而改变。
（2）刀具使用一段时间后会磨损，会使加工尺寸产生误差。
解决：将磨损量测量获得后进行补偿，可以不修改加工程序。
（3）数控程序一般是针对刀位点，按工件轮廓尺寸编制的，当刀尖不是理想点而是一段圆弧时，会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差。
解决：对刀尖圆弧半径进行补偿可以使按工件轮廓编程不受影响。
2.刀具补偿的概念是补偿实际加工时所用的刀具与编程时使用的理想刀具或对刀时使用的基准刀具之间的偏差值，保证加工零件符合图纸要求的一种处理方法。
3.刀具补偿的种类分为刀具偏置补偿（T****实现），和刀尖圆弧半径补偿刀具偏置补偿又分为几何位置补偿和磨损补偿4.刀具的偏置补偿（1）几何位置补偿用于补偿各刀具安装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的，通常是在所用的多把车刀中选定一把作为基准车刀，对刀编程主要是以该车刀为准。
补偿数据获取：分别测得各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离（X1.Z1）（X2.Z2）（X3.Z3）若选用刀具1为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何偏置分别是（2）磨损补偿主要是针对某把车刀而言，当某把车刀批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀具的磨损补偿。
批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿（包括基准车刀）（3）刀具几何补偿的合成若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有效存在时，实际几何补偿将是这两者的矢量和。
（4）刀具几何补偿的实现，刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的T 来实现的，过程：将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中，当程序执行到含有T****的程序行的内容时，即自动到刀补地址中提取刀偏及刀补数据驱动刀架托板进行相应的位置调整T**00取消几何补偿对于有自动换刀功能的数控车床来说，执行T指令时，将先让刀架转位，按刀具号选择好刀具后，再调整刀架托板位置来实施刀补。
刀具半径补偿(G41、G42)和刀尖号
(1)、在数控车床中，着先沿着 Z 轴的正方向向负方向观察，然后顺着刀具运动的方向观察，若 刀具在工件的左边，用 G41；反之用 G42。外圆加工用 G41,内孔加工取 G42
G40(G41/G42) G01(G00) X Z F G40：取削刀尖圆弧半径补偿. G41：刀尖圆弧半径左补偿（左刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件左侧，如图（左）。 G42：刀尖圆弧半径右补偿（右刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件右侧，如图（右）.
（2）、在刀具形状参数里输入刀尖圆弧半径 R 和刀位点 T(1 到 9 九个)，编程时程序里使用刀 尖圆弧半径补偿功能指令 G41(左)/G42(右)就可以了， 这样在车削的时候系统就可以对刀尖圆弧 半径进行补偿了，一般在车角度直线(或圆椎)和圆弧(倒角或倒圆弧)才用，车单一的圆柱或平面 可以不用。 一般情况下，常用的是 2、3、9。分别对应内形加工（镗孔）、外形加工（外圆），和球 头刀加工，如图 2.4 所示。
4 5 1
8 9 6
+X
刀具补偿
后 置 刀 架 坐 标 系
前 置 刀 架 坐 标 系
• 指令格式
G41 G42
G00 G01
X __ Z __；
G40 G00 X__ Z 、G42和G40没有参数，其补偿值由T 代码指定。 （2）刀尖圆弧半径补偿必须在切削开始前建立， 并在切削完成后取消。 （3）刀径补偿的引入和取消必须在不加工的空 行程段上，必须在G00或G01程序行上实施。
2、刀尖半径补偿的方法
当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心
运动轨迹，只按零件轮廓编程。
使用刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）。 在控制面板上手工输入刀具半径补偿值（包
括刀具半径值R和假想刀尖位置号T）。
执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出
刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀 具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工 出所要求的工件轮廓。
5、刀具补偿的实现
刀尖圆弧半径补偿包括刀补的建立、刀补 的执行和刀补的取消三个阶段。 刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变 化是一个渐变的过程。
(1)刀尖半径补偿的加入（建立）
(2)刀尖半径补偿的取消
D
C （24，-24）
O
O0001 G99 M03 S600 ; T0101 ; G42 G00 X40. Z5. ; G73 U7. W0.5 R4 ; G73 P1 Q2 U0.5 W0.3 F0.5 ; N1 G00 X0. ; G01 Z0. ; G03 X24. Z-24. R15. ; G02 X26. Z-31. R5. ; G01 Z-40. ; N2 X40. ; G70 P1 Q2 S900 F0.1 ; G40 G00 X100. Z100. ; M05 ; M30 ;
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用摘要本文描述了数控加工中刀具半径对零件加工与编程的影响，分析了刀具半径补偿功能在数控加工中的正确使用方法，并针对刀具半径补偿功能在数控车削加工、数控铣削加工中的应用进行了介绍。
关键词半径补偿；数控加工；轮廓；程序随着现代数控成型刀具的普及使用，大大提高了企业的加工能力，但由于刀具总是具有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不是加工零件的实际轮廓。
若用刀具中心轨迹来编制加工程序，则程序的数学处理工作量大，当刀具半径发生变化时，则又还需重新修改或编制程序。
这样，编程会很麻烦。
利用刀具半径补偿功能，当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘（CRT/MDI）方式，人工输入刀具半径值，数控系统便会根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动，完成对零件的加工。
1 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿的应用1.1 刀尖圆弧半径补偿的分析数控车床编程时可以将车刀刀尖看作一个点，按照工件的实际轮廓编制加工程序。
但实际上，为保证刀尖有足够的强度和提高刀具寿命，车刀的刀尖均为半径不大的圆弧。
一般粗加工所使用的车刀的刀尖圆弧半径R为0.8 mm或1.2 mm；精加工所使用车刀的圆弧半径R为0.4 mm或0.2 mm。
切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动。
在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但在切削锥面和圆弧时，会造成过切或欠切现象。
因此，当使用车刀来切削加工锥面和圆弧时，必须将假设的刀尖的路径作适当的修正，使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。
1.2 刀尖圆弧半径补偿的方法对于采用刀尖圆弧半径补偿的加工程序，在加工前要把刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。
刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿值来加入或取消。
G41、G42刀尖圆弧半径左(右)补偿
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பைடு நூலகம்
三、刀具半径补偿注意事项
1、G41、G42、G40指令不能与G02、G03写在一个程序段内，但可与G01、G00指 令写在同一程序段内，即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的。 2、为了安全，通常采用G01运动方式建立或取消刀补。 3、在G41或G42程序段后加G40程序段，便可取消刀尖半径补偿，其格式为： G41（或G42）……； …………；
系统认为的刀位点C
1、车外圆和端面 2、车左右向圆锥面 3、车圆弧面
实际刀刃
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1、车外圆和端面
B A
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2、车左右向圆锥面
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3、车圆弧面
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二、刀尖圆弧半径补偿指令
指令格式：
刀具移动终点的增量坐标值
G 41 G 01 G 42 X (U ) ___ Z (W ) ___; G 00 G 40
G41(G42)—刀尖圆弧半径左（右）补偿
一、刀尖半径补偿的目的 二、刀具半径补偿的指令 三、刀具半径补偿注意事项 四、刀具半径补偿实例
安徽省阜阳机械技工学校
— 朱卫胜 —
一、刀尖半径补偿的目的
原因：任何车刀的刀尖都会由于制造、刃磨、磨损 等原因而带有刀尖圆弧，刀尖圆弧虽然有利于提 高刀具寿命和降低表面粗糙度，但在加工圆锥和 圆弧轮廓时会带来几何形状误差。消除这种加工 误差是采用刀尖圆弧半径补偿的原因。 从以下三种情况说明加工误差原因：
G40……；
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定位且为下次程序 中出现G41（G42）时可能带来错误。 4、在G41方式中，不要再指定G42指令，同样在G42方式中，不要再指定G41指令。 当补偿取负值（R为负）时，G41和G42互相转化。 5、在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或两个以上的不移动指令， 否则G41和G42会失效。 6、G41、G42、G40是模态指令代码。
刀尖圆弧半径补偿
刀具补偿编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。
大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。
数控车床刀尖圆弧半径补偿时间:2007-7-7 9:23:00这些内容应当事前输入刀具偏置文件。
“刀尖半径偏置” 应当用G00 或者G01功能来下达命令或取消。
不论这个命令是不是带圆弧插补，刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行的路径。
因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成；并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。
反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消过。
刀尖半径补偿编程原则一, 将刀具的刀尖圆角半径值及刀具的指向编码数存入刀具偏置文档的相应偏置序号处,偏置序号必须先于刀尖半径补偿激活.二, 为了激活刀尖半径补偿,再一个或两个坐标轴都处于非切削状态的直线运动段中编入G41或G42,至少其中一个坐标轴的移动编程量大于或等于刀尖圆角半径值.三, 进入和退出工件切削时必须垂直于工件表面.四, 刀尖半径补偿在下列的工作模式中不起作用:G32,G34,G71,G72,G73,G74,G75,G76, G92.五, 若在G90,G94固定循环中使用刀尖半径补偿,刀尖半径补偿必须先于G90,G94指令激活.六, 若在G70精加工循环中使用刀尖半径补偿,刀尖半径补偿必须先于G70指令的执行,再定位到起始点处先激活七, 在刀具坐标轴运动离开工件时,刀尖参考点离开工件至少三倍于刀尖圆角直径值.在模具制造领域的25个常见问题解答1) 选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素？成形方法－可从两种基本材料类型中选择。
A) 热加工工具钢，它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。
B) 冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。
浅谈数控车床刀尖圆弧半径补偿应用
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浅谈 数控车 床 刀尖 圆弧半径 补偿 应用
王 丽 珍
摘 即车 刀刀 尖半 径 。本 文 结合 实际， 系统介 绍 了刀具 半径 补偿 的 的原理及 应 用方 法。
～ 一
随着现代数控技术 的发展 ， 全功 能型数 控 车床和车 削加 工中心应用 的普及 ，对零件精 度 要求的提高 ， 如何用好刀尖圆弧半径补偿这一 功能 ， 是获得高精 度零 件的重要手段之一 ， 是 也 中等职业技术 学校 机加工学生必须要掌握 的知 识点之一 。 １ 刀尖 圆弧半径补偿 的原理 １ 半径补偿的原因 ． １ 在学 习刀尖 圆弧 的概 念前， 我们认为刀 片 是尖锐 的＇ 刀尖看作一个 点 ， 之所 以能 并把 刀具 够实现复杂轮 廓的加工 ，就是因为刀尖 能够 严 格沿着编程的轨迹进行切削。 但实际上 ， 前 广 目 泛使用 的机夹 刀片的切削尖 ，都有一个微小 的 圆弧 ， 做 ， 以提 高刀具 的耐用 度 ， 可 这样 既可 也 以提高工件的表面质量。 而且 ， 不管多么尖的刀 片 ， 一段时间 的使用 ， 经过 刀尖都 会磨成一个 圆 弧， 导致在 实际加 工 中， 一段 圆弧刃 在切 削 ， 是 这种 情况 与理 想刀 尖第三轴判断刀补方向是一件困难的 Ｂ 为锥面 的倾斜角 ， 事， 为了方便 ， 我们可 以这样记忆： ｒ 为刀尖半径。 后置 刀架 ， 见 即所 得 到 的是左 补偿 ， 所 如 果 ＣＤ点 的坐 标 分别 为 （１ｚ）（２ 用 Ｇ Ｉ 、 ｘ，１、ｘ ， ４ ， 的是右补偿 ， Ｇ ２； 看到 用 ４） ｚ） ＡＢ两点 的坐标分别为： ２， 、 则 前置 刀架 ， 见非所 得 （ 的是左 补偿 ， 所 看到 （ｌｚ一 ）（２ｚ 一 ｘ ，ｌ △Ｚ 、ｘ ， △Ｚ） ２ 用 Ｇ ２看到 的是右补偿 ， Ｇ １ ４， 用 ４） 。 这 样刀尖只需按 Ａ Ｂ 、 点运 动 ， 即可达到锥 ２ 补偿的方式 和路径 － ３ 面欠切 补偿 的 目的 。当然 ， 在实 际中的坐标计 现代数控系统 执行的是 ｃ型补偿方式 。当 算， 还要考 虑与之相连 的线段与 它构成的拐角 ， 刀具执行半径补偿 时 ， 系统 会一 次预读两个程 及其兼顾两边 的处理方法 。 序段，根据两个程序段交点连接的情况计算出 当假想 刀尖按新 的轨迹 Ａ 运 行时 ，刀尖 相应的运动轨迹后 ， Ｂ 再依次执行各个程序段 。 如 圆弧 的圆心 Ｏ正好 与程序轨迹保 持一个半径的 果是单段运行 ，会按预读计算 的轨 迹在第一个 距离 。所 以 ， 刀尖半径补偿 ， 所谓 不是说 让刀尖 程序段的终点处暂停。 如果是连续运行 ， 按预 先 向轮廓方 向移动一个半径 的距离 ，而是 让刀尖 读的两个程序段 的计算结果 ， ｉ 执行第 一个程序 的圆弧 中心始终保持在与程序段 轮廓一个半径 段 ， 同时再 预读第 三个程序 段 ， 后按 照第二 、 然 距离 的位置上 。 第三程序 段 的计算 结果 ，执行第 二程 序段 ， 同 １ 对刀的方 向与假想刀尖号 ． ３ 时， 再预读第四程序段 ， 顺 依 序完 成所有程序 图 ２中， 了补偿锥 面欠 切的余量 ， 为 系统会 段的执行 工作 。由于采用 了提前 预读模 式 ， 因 让刀尖 向两个 坐标轴的负方 向移动 ， 是由 刀 此 ， 轮廓 控制上 很精确 。 这 在 刀尖半径补偿分 为三 尖 的切削方 向与 圆弧中心 的位置关 系决定 的 。 个步骤： 刀补建立 、 刀补进行 、 刀补取消 。从无补 虽然说采用半 径补偿 ，可以加工 出准确 的轨迹 偿 方式 到建立 Ｇ １ Ｇ ２ ４ 或 ４ 指令 ，称 为刀 补建 形状 ， 但若刀具 选用不正确 ， 如左偏刀换 成右偏 立。刀补进行是刀具按照半径补 偿的设 定方式 刀 ，那么采用 同样 的刀补算法就不能保证 加工 执行工件加工 的过程 。当设定 的补偿工 作完成 的准确性 。 这就引 出了刀尖方 向的概念 。 车刀刀 后 ， Ｇ ０ 用 ４ 指令退出补偿为刀补取消。 尖的方 向是从刀尖圆弧中心 ０看假 想刀尖的方 ２ － ４刀尖圆弧半径磨损后的处理 向， 具体的选用由刀具切削时的方向决定。 和刀具 几何磨损后需要 设定刀具的磨耗补 ２半径补偿 的方法 偿 值一样 ， 当刀尖长时间使用后 ， 圆弧半径 刀尖 ２ 补偿参数的设置 ． １ 也 会发生变化 ， ４所示 。刀具 的几何磨耗 ， 如图 图３ 为西门子 ８２ ０Ｄ的刀补界 面 ， 各个参数 也会引起半径磨耗 ，因此 ，调整 了几何磨 耗补 根据刀具 的形状 和安装位置设定 。对于新 安装 偿 ， 也应适 当调整半径磨耗补偿 ， 这样才 能确保 的机夹刀 片 ， 可以查 阅刀片 的相关 参数 ， 半径 直 加工精度符合要求 。但这些数据一定要 通过实 接输入 。如果无据 可查 ， 手工估算 一下 ， 最好 但 际加工后 测得 的工件尺寸偏差进行确定 。 开始半径不要 定的太小 ，如果设定值小 于实际 值 ，可能会造成最后 车出的实际尺寸小 于轮廓 要求 。 于锥面或 圆弧加工过程 中出现 的偏差 ， 对 可以通过车削后 ， 测量工 件实际尺寸 ， 半径 输入 磨耗或修改半径值 ， 行补偿 调整。 以进
数控项目6刀具补偿
采用刀具半径补偿功能，刀具运动轨迹
指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧中心 位置的运动轨迹。
2．刀尖圆弧半径补偿的方法
刀尖圆弧半径补偿的方法是键盘输入刀 具参数，并在程序中采用刀具半径补偿指令。 刀具参数主要包括刀尖半径、车刀形状、刀 尖圆弧位置等，这些都与工件的形状有关， 必须用参数输入刀具数据库。
二、对刀及刀具偏置补偿设置
对刀是数控加工中的主要操作和重 要技能。对刀的准确性决定了零件的加 工精度，同时，对刀效率还直接影响数 控加工效率。对刀的实质是确定编程原 点在机床坐标系中的位置。对刀的主要 工作是建立准确的工件坐标系，同时考 虑不同的刀具尺寸对加工的影响。
1．常用的对刀方法
a)
b)
c)
一、刀具功能T的设定
刀具功能包括刀具选择功能和刀具偏置补 偿、刀尖半径补偿功能。刀具功能又称为T功 能，由地址T和其后的四位数字组成，其中前 两位数为刀具号，后两位数为刀补号，用于 选择刀具和设定刀具补偿值。刀具号与刀架 的刀位之间的对应关系由机床制造厂设定。 刀补号和刀具补偿值的对应关系是在程序自 动运行前，在指定界面将刀具补偿值输入数 控系统后建立的。
O0009； T0101； G00 X100.0 Z100.0； M03 S600； G00 X52.0 Z2.0 G71 U1.0 R0.3 G71 P10 Q20 U0.3 W0.05 F150 N10 G0 G42 X0 F60 G01 Z0； G03 X16.0 Z-8.0 R8.0； G01 X20.0； X34.0 Z-18.0； Z-28.0； N20 G02 X50.0 Z-36.0 R8.0 G70P10Q20 G00 G40 X100.0 Z100.0
刀具半径补偿量可以通过刀具补偿设定 画面来设定；T指令要与刀具补偿编号相对应， 并且要输入假想刀尖位置序号。其中，假想刀 尖位置序号共有10 (0～9)个。