刀具半径补偿
刀具半径补偿
N40 Z10
N50 G01 Z-10.0 F50 连续两句Z轴移动，此时会产生过切削
N60 Y50
N70 X50
N80 Y20
N90 X10
N100 G00 Z50 抬刀到安全高度
为避免过切，可将上面的程序改成下述形式来解决。
O5003
N10 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500
N20 G00 Z50 安全高度
N30 Z10
N40 G41 X20 Y10 D01 建立刀具半径补偿
N50 G01 Z-10.0 F50 连续两句Z轴移动，此时会产生过切削
指令格式：
式中：G17～G19─坐标平面选择指令。
G40─取消刀具半径补偿功能。
（2）刀具半径补偿的过程
如图5-19所示刀具半径补偿的过程分为三步：
①刀补的建立：刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。
②刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。
3）刀具半径补偿指令
（1）刀具半径补偿指令格式
①建立刀具半径补偿指令格式
指令格式：
式中：G17～G19─坐标平面选择指令。
G41─左刀补，如图5-18a)所示。
G42─右刀补，如图5-18b)所示。
X、Y、Z─建立刀具半径补偿时目标点坐标。
D─刀具半径补偿号。
②取消刀具半径补偿指令格式
N30 Z10 参考高度
N40 G41 X20 Y10 D01 F50 建立刀具半径补偿
N50 G01 Z-10 下刀
刀具半径补偿
第五节刀具半径补偿原理第五节刀具半径补偿原理一. 刀具半径补偿的基本概念1. 什么是刀具半径补偿(Tool Radius Compensation[offset ])根据按零件轮廓编制的程序和预先设 定的偏置参数，数控 装置能实时自动生成 刀具中心轨迹的功能 称为刀具半径补偿功 能。
A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’第五节刀具半径补偿原理2. 刀具半径补偿功能的主要用途实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。
可避免在加工中由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原因)而重新编程的麻烦。
刀具半径误差补偿，由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。
减少粗、精加工程序编制的工作量。
由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，均要为精加工工序预留加工余量。
加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。
3. 刀具半径补偿的常用方法：B 刀补：R 2 法，比例法，该法对加工轮廓的连接都是以圆弧进行的。
如图示，第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’在外轮廓尖角加工时，由于轮廓尖角处，始终处于切削状态，尖角的加工工艺性差。
在内轮廓尖角加工时，由于C ”点不易求得(受计算能力的限制)编程人员必须在零件轮廓中插入一个半径大于刀具半径的园弧，这样才能避免产生过切。
这种刀补方法，无法满足实际应用中的许多要求。
因此现在用得较少，而用得较多的是C 刀补。
第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’C 刀补采用直线作为轮廓间的过渡特点：尖角工艺性好可实现过切自动预报(在内轮廓加工时) ，从而避免产生过切。
第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’两种刀补方法区别1. B刀补这种方法的特点是刀具中心轨迹的段间连接都是以圆弧进行的。
刀具半径补偿指令
刀具半径补偿指令在进行数控编程时，除了要充分考虑工件的几何轮廓外，还要考虑是否需要采用刀具半径补偿，补偿量为多少以及采用何种补偿方式。
数控机床的刀具在实际的外形加工中所走的加工路径并不是工件的外形轮廓，还包含一个补偿量。
一、补偿量包括：1、实际使用刀具的半径。
2、程序中指定的刀具半径与实际刀具半径之间的差值。
3、刀具的磨损量。
4、工件间的配合间隙。
二、刀具半径补偿指令：G41、G42、G40G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿G40：取消补偿格式：G41/G42 X Y H ；H：刀具半径补偿号：范围H01—H32；也就是输入刀具补偿暂存器编号，补偿量就通过机床面板输入到指定的暂存器编号里，例：G41 X Y H01；刀具直径为10㎜，这时在暂存器编号“1”里补偿量就输入“5”。
1、G41：（左补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓左侧让出一个给定的偏移量。
2、G42：（右补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓右侧让出一个给定的偏移量。
3、G40：（取消补偿）是指关闭左右补偿的方式，刀具沿加工轮廓切削。
G40（取消补偿）G41（左补偿）G42（右补偿）切削方向G40（取消补偿）G42（右补偿）切削方向G41（左补偿）工件轮廓三、刀具半径补偿量由数控装置的刀具半径补偿功能实现。
采用这种方式进行编程时，不需要计算刀具中心运动轨迹坐标值，而只按工件的轮廓进行编程，补偿量输入到控制装置寄存器编号的数值给定，编程简单方便，大部份数控程序均采用此方法进行编制。
加工程序得到简化，可改变偏置量数据得到任意的加工余量。
即对于粗加工和精加工可用同一程序、同一刀具。
刀具半径补偿是通过指明G41或G42来实现的。
为了能够顺利实现补偿功能，要注意以下问题：1、G41、G42通常和指令连用（也就是要激活），激活刀具偏置不但可以用直线指令G01，也可以通过快速点定位指令G00。
但一般情况下G41和G42和G02、G03不能出现在同一程序段内，这样会引起报警。
刀具半径补偿原理(详细)
刀具半径补偿原理一、刀具半径补偿的基本概念（一）什么是刀具半径补偿根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，实时自动生成刀具中心轨迹的功能成为刀具半径补偿功能。
（二）刀具半径功能的主要用途（1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。
（2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。
（三）刀具半径补偿的常用方法1．B刀补特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。
优点：算法简单，实现容易。
缺点：（1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。
（2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。
这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。
2．C刀补特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。
直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。
优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。
两种刀补在处理方法上的区别：B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。
故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。
C刀补采用一次对两段进行处理的方法。
先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。
二、刀具半径补偿的工作原理（一）刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程分三步。
1．刀补建立刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。
不能进行零件的加工。
2．刀补进行刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。
3．刀补撤消刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。
不能进行加工。
（二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式1．转接形式随着前后两段编程轨迹线形的不同，相应的刀具中心轨迹有不同的转接形式。
刀具半径补偿方向的判定原则
刀具半径补偿方向的判定原则
刀具半径补偿方向的判定原则可以根据切削情况和刀具的特性来决定。
一般来说，可以采用以下几个原则进行判定：
1. 内外切的判定原则：当切削轮廓是由内外两个轮廓相交而成时，可以根据内切和外切的关系来判定刀具的补偿方向。
如果刀具在内轮廓外侧，可以选择内切方向进行补偿；如果刀具在外轮廓内侧，可以选择外切方向进行补偿。
2. 切削力方向的判定原则：切削产生的力对刀具会有一定的影响，一般来说，切削力的方向会对刀具产生一个推力或者拉力。
可以根据切削力的方向来判定刀具补偿的方向。
如果切削力方向与刀具补偿方向相同，可以选择刀具补偿方向为切削力方向；如果切削力方向与刀具补偿方向相反，可以选择刀具补偿方向为切削力反方向。
3. 切削时的残余材料方向的判定原则：在进行多道次切削时，每次切削后会有一定的残余材料。
可以根据残余材料的方向来判定刀具补偿的方向。
如果残余材料方向与刀具补偿方向相同，可以选择刀具补偿方向为残余材料方向；如果残余材料方向与刀具补偿方向相反，可以选择刀具补偿方向为残余材料反方向。
需要注意的是，在实际应用中，还需考虑刀具的切削特性、材料特性、刀具尺寸等因素，综合考虑选择适当的刀具半径补偿方向。
《刀具半径补偿计算》课件
精加工中应用刀具半径补偿可以显著提高工件的加工质量和生产效率 。
刀具半径补偿在切削方式切换中的应用
在切削方式切换过程中，刀具 半径补偿可以自动调整切削参 数，以适应不同的切削条件和
工件材料。
在更换刀具或调整切削参数时 ，刀具半径补偿可以减少人工 干预和误差，提高加工精度和 效率。
少人为因素对加工结果的影响，为现代制造业的发展提供有力支持。
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术
要点一
总结词
要点二
详细描述
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术是未来发展的重点方 向，它能够实现复杂曲面的高精度加工，提高加工效率和 产品质量。
多轴联动加工是一种先进的加工技术，广泛应用于航空、 汽车、模具等领域。在多轴联动加工中，刀具半径补偿技 术对于实现高精度加工至关重要。通过精确控制刀具的轨 迹和补偿量，可以减小加工误差，提高加工精度和效率。 未来，多轴联动加工中的刀具半径补偿技术将进一步发展 ，为实现更高效、高精度的复杂曲面加工提供技术支持。
程，提高编程效率。
刀具半径补偿的计算原理
根据加工要求和刀具参数，确定刀具 半径补偿值。
补偿值的计算需要考虑多种因素，如 刀具类型、切削用量、工件材料等。
在数控加工过程中，根据刀具路径和 补偿值，对刀具路径进行相应的调整 ，以补偿因刀具半径而引起的加工误 差。
02
CATALOGUE
刀具半径补偿的分类
03
通过刀具半径补偿，还可以控制切削力的大小，以防止工件变形和刀 具破损。
04
粗加工中应用刀具半径补偿可以有效地提高加工效率和质量。
刀具半径补偿在精加工中的应用
刀具半径补偿
• 执行刀补的程序段内不能连续两个或两个 N040 G04901 XGZ201;.070XGY041.100.G0Y;0100这.X0两0D.个001程Y;1序0.段0 内D0没1有; 刀补 N050 G021 GXZ-24501.F0X12Y0010.0;0.0Y1R平01.面0.0（R;1X0Y.0面D)的01坐; 标运动 以上的程序NN段006700内GG00无112 ZXY-2刀41002..00补FY2F101平00.;00;面R10的.0; 坐标轴移动。 N080 X30.0 N090 Y-30.0 N100 X-40.0 N110 G00 Z60 M05 N120 G40 X-10.0 Y-20.0 N130 M30
刀具半径补偿
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思考：
分别用φ10和φ12的刀具利用 如下程序加工右侧的图形，将 得到什么样的工件。
N010 G54 G90 G17; N020 M03 S500; N030 G00 Z100.0; N040 G00 X-50.0 Y-30.0; N050 G01 Z-5.0 F100; N060 G01 X-50.0 Y30.0; N070 G01 X50.0 Y30.0; N080 G01 X50.0 Y-30.0; N090 G01 X-50.0 Y-30.0; N100 G00 Z100.0 ; N110 M05; N120 M30;
刀具旋转方向
刀
刀具在前进
具 前
方向左侧
进 方
向
补偿值
G42 沿着刀具前进方向观察 刀具在工件的右侧，称为 右刀补。
刀具在前进 方向右侧
刀具旋转方向
刀具半径补偿
通过自动计算并调整刀具中心轨迹， 可以减少人工干预，提高加工效率。
刀具半径补偿的基本原理
刀具半径补偿的实现方式
在数控加工中，通常通过数控编程软 件或控制系统中的补偿功能来实现刀 具半径补偿。
刀具半径补偿的计算方法
根据刀具半径大小和加工要求，通过 计算确定刀具中心轨迹的偏移量。
刀具半径补偿的步骤
在加工过程中，根据实际需要选择开 启或关闭刀具半径补偿，并根据需要 调整补偿参数。
在航空航天制造中，刀具半径补偿技术可 以用于控制飞机零部件和航天器零件的加 工精度，提高产品的可靠性和安全性。
04 刀具半径补偿的优点与局 限性
提高加工精度和表面质量
提高加工精度
通过补偿刀具半径，能够减小因刀具 半径而引起的加工误差，从而提高工 件的加工精度。
优化表面质量
刀具半径补偿技术能够减小刀具半径 对切削过程的影响，从而降低表面粗 糙度，提高工件表面质量。
高精度补偿技术
高精度补偿技术
采用高精度测量设备和算法，实现刀具 半径的高精度测量和补偿，提高加工零 件的表面质量和尺寸精度。
VS
精细化加工
通过高精度补偿技术，实现精细化加工， 减少加工余量和材料浪费，提高加工效率 和经济效益。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
根据刀具半径大小，在加工过程中自动计算并调整刀具中心轨迹，以保证加工 出的零件尺寸符合要求。
刀具半径补偿的重要性
提高加工精度
通过补偿刀具半径，可以减小因刀具 半径而引起的误差，提高加工精度。
提高加工效率
降低对操作人员技能要求
使用刀具半径补偿技术，可以降低对 操作人员技能水平的要求，使操作更 加简单易行。
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X 对刀点
①Ⅰ ② ③Ⅱ
ⅣⅢ ④
O
Y
存在反(a向) 误差的
加工路线
X 对刀点
①Ⅰ
② ③Ⅱ ⅣⅢ
⑤
④
O
Y
避免(反b )向误差的
加工路线
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
欠切与过切
3:刀尖圆弧半径补偿功能
①:刀尖圆弧半径补偿功能：数控系统控制刀尖圆弧的圆心相对工件轮廓偏离一定 的距离（可以大于、小于或等于圆弧半径R）
加上半径补偿功能轨迹
采用刀尖圆弧半径补偿功能的精加工
4:左半径补偿与右半径补偿
沿刀具的运动的方向看，刀尖圆弧的圆心在工件轮廓的左边，称之为左半径补 偿，反之称为右半径补偿。
数控铣床的结构及类型
按体积分
按主轴布局 形式分
按控制坐标的 联动轴数分
小型 中型 大型 立式 卧式 立卧两用式 两轴半控制 三轴控制 多轴控制
数控铣床的结构及类型
华 中 X K A7 14 02 数 控 立 式 铣 床
数控铣床的结构及类型
华 中 X K A7 14 数 控 立 式 铣 床
数控铣床的坐标系统
刀运动方向
刀运动方向
左半径补偿:G41
右半径补偿:G42
5:半径补偿指令
左半径补偿：G41
右半径补偿：G42
格式：G41/G42 G00/G01 X__ Z__ (F__) D__
说明：
⑴、G41/G42只能与G00或G01指令联用（即：写
在一句程序中），不能和圆弧切削指令联用
⑵、D__：刀尖圆弧半径补偿号（在数控系统的补
遵循右手笛卡尔直角坐标系原则
数控机床采用的是 笛卡尔的直角三坐 标系统，X、Y、Z 三轴之间的关系遵 循右手定则。如右 图所示，右手三指 尽量互成直角，拇 指指向X轴正方向 ，食指指向Y轴正 方向，中指指向Z 轴正方向。
Z Y
X
迪卡尔
数控铣床的坐标系统
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
避免引入反向误差
G01X20Z0F100; Z-20; X30Z-30; Z-40; G02X30Z-70R25; G01Z-80; X50Z-90;
Z-100; G40G00X100；取消刀尖圆弧半径补偿功能 Z100; T0200; M30;
数控刀具的材料
高速钢
数
控 刀
硬质合金
具
的
材
料
陶瓷
立方碳化硼
W系高速钢 Mo系高速钢
偿表中，此补偿号中输入此刀的刀尖圆弧半径补偿值）
⑶、G41/G42须与G40配对使用。G40的功能是取
消半径补偿功能
格式：G40 G01/G00 X__ Z__ (F__)
6:刀尖指向
8:编程示例
O1000 ┇； 粗加工程序略
T0202； 精加工刀 S2000M04; G42G00X20Z3D02； 采用刀尖圆弧半径补偿
钨钴类 钨钛钴类 钨钛钽（铌）钴类 纯氧化铝类（白色陶瓷） TiC添加类（黑色陶瓷）
聚晶金刚石
常见的刀具库
可装20把刀的无臂式ATC刀具库 Байду номын сангаасTC刀具库自动换刀系统
（单击观看录像）
常见的刀具库
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
常见的刀具库
可装32把刀的有臂式刀具库
常见的刀具库
可装60把刀的刀具库
刀具半径补偿
2、欠切和过切现象
从右图可以看出，在以假想刀尖P点为编程点时，用它来进行精加工时，在 工件轮廓AB段时会出现欠切现象，而在轮廓的CD段会出现过切现象，在圆 柱面上不会有影响。故，用刀尖有倒圆弧车刀进行精加工时，在锥面、圆 弧面会出现欠切或过切现象，从而影响加工精度
刀尖圆角R造成的少切与过切
谢谢！