在數(shù)控銑床零件加工過程中，由于刀具的磨損、現(xiàn)場實際刀具尺寸與編程時規(guī)定的刀具尺寸不一致和更換刀具等原因，都會直接影響zui終加工尺寸，造成加工誤差。為了zui大限度地減少因刀具尺寸變化等原因造成的誤差，目前數(shù)控銑床通常都具有刀具半徑補償功能，根據(jù)輸入的修正補償量和程序自動地加工出零件，否則，很難保證加工精度。同時，使用刀具半徑補償，實現(xiàn)了根據(jù)零件輪廓直接編程的巨變，大大簡化了編程工作量。因此，理解刀具半徑補償并能正確靈活地使用刀具補償功能，將起到事半功倍的效果，將刀具補償和變量編程結(jié)合使用，還可實現(xiàn)一些復雜曲面的加工，在數(shù)控切削加工中有較強的實用價值。
一、對刀具半徑補償?shù)恼J識
1.刀具半徑補償作用
在數(shù)控銑床上進行輪廓加工時，由于銑刀半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合，兩者相差一個刀具半徑值，為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個刀具半徑值，才能保證零件的輪廓尺寸，如圖1所示。這種自動偏移計算稱為刀具半徑補償?，F(xiàn)代數(shù)控機床通常都具備完善的刀具半徑補償功能，編程人員只需根據(jù)輪廓編程，數(shù)控裝置就會自動計算刀具中心軌跡，加工出所需要的工件輪廓。需要注意的是，在使用刀具半徑補償指令后，如果具體加工時選用不同半徑的刀具，則自動偏移量是不同的，如圖1當中就分別選擇了半徑不同的刀具1和刀具2進行加工，其軌跡偏移量就明顯不同。
2.刀具半徑補償指令
刀具半徑補償指令有g(shù)41、g42和g40共3個指令。沿著刀具前進方向看，刀具位于工件輪廓的左側(cè)，稱為左補償，用g41指令，相當于順銑，常在精加工階段采用，如圖1刀具1中心軌跡所示;沿著刀具前進方向看，刀具位于工件輪廓的右側(cè)，稱為右補償，用g42指令，相當于逆銑，常用于工件表面硬皮和粗加工，如圖1刀具2中心軌跡所示;g40指令是用于取消補償用。
3.刀具半徑補償執(zhí)行過程
刀具半徑補償工作過程分為三步。*步，建立刀具半徑補償，如圖1中的sa段所示，這個工作要在切削工件之前完成。第二步，執(zhí)行刀具半徑補償。如圖1當中，左刀具半徑補償abcda段和右刀具半徑補償adcba所示。第三步，撤消刀具半徑補償。如圖1當中as段所示，加工結(jié)束后取消刀具半徑補償，刀具回到起始位置s。
二、刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用剖析
1.實現(xiàn)零件的輪廓加工，提高加工精度
使用刀具半徑補償指令可以按零件的內(nèi)、外輪廓直接編程，實現(xiàn)輪廓加工，這是刀具半徑補償?shù)囊话銘?yīng)用。由于刀具半徑補償值不一定等于刀具半徑值，因此在*加工時，為了不浪費材料，應(yīng)采取增加刀具半徑補償值的方法，根據(jù)加工實測值和理論值之差，修正刀具半徑補償值，從而提高加工精度。同一加工程序，當?shù)毒吣p或重磨后，直徑會發(fā)生改變，則需要通過修改刀具半徑補償值來獲得所需的尺寸精度，增加程序的柔性。
2.同一程序?qū)崿F(xiàn)零件粗、精加工
刀具半徑補償除簡化編程外，還可以用修改刀具半徑補償值的方法，實現(xiàn)用同一程序進行輪廓的粗、精加工。即在粗加工階段：刀具半徑補償值=刀具半徑+精加工余量;在精加工階段，刀具半徑補償值=刀具半徑+修正值。
3.設(shè)置正負刀具半徑補償值實現(xiàn)零件的等寬壁厚加工
一般情況下，刀具半徑補償值應(yīng)為正值，若補償值為負值，則g41和g42相互替換。利用這一特點，當加工相等寬度的、由直線和圓弧或者含有曲線的等距輪廓工件時，只需針對一個輪廓進行編程即可：加工好*個輪廓后，修改刀具半徑補償值，使“刀具半徑補償值=-（刀具半徑+輪廓寬度）”，即可實現(xiàn)對第二個輪廓的加工。
在實際加工時，需要考慮建立刀具半徑補償和撤銷刀具半徑補償時的刀軌，會不會引起對加工工件的過切或與工件輪廓相干涉，若影響，只需要修改或者撤消刀具半徑補償?shù)能壽E即可。同理，在模具加工中，利用同一程序也可以加工同一公稱尺寸的內(nèi)外兩個型面，且可通過修改刀具半徑補償值保證配合精度。
4.使用刀具半徑補償和變量編程，實現(xiàn)對輪廓倒圓/倒角的加工
上述刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用，一般地，是在加工開始前將刀具半徑補償值輸入到數(shù)控裝置，加工過程中，刀具半徑補償值是保持不變的，稱為定刀具半徑補償。另一種情況，刀具半徑補償值在加工過程中需要按一定的規(guī)律改變，被稱為變刀具半徑補償。變刀具半徑補償需要與變量編程結(jié)合才能發(fā)揮作用。所謂變量編程，即允許程序中使用變量和給變量賦值，并能進行算術(shù)運算、邏輯運算和條件轉(zhuǎn)移，是數(shù)控程序編制的形式。
fnnuc0i系統(tǒng)的變量編程，可利用g10指令和系統(tǒng)變量按照某種規(guī)律改變刀具半徑補償值，在程序同一軌跡的控制下，可實現(xiàn)對具有一定規(guī)律的邊緣截面復雜曲面的加工，通用性強。如工件任意輪廓的倒圓、倒角加工，或圓孔/圓柱的邊緣倒圓、倒角加工等。
靈活運用刀具半徑補償功能對簡化數(shù)控手工編程，保證和提高加工精度，提高程序柔性，實現(xiàn)輪廓倒圓/倒角之類的曲面加工具有重要意義和價值。根據(jù)經(jīng)驗使用刀具半徑補償時還應(yīng)注意以下幾點。
建立或撤消刀具半徑補償時，刀具必須在補償平面內(nèi)或g01方式下移動，且移動距離大于刀具半徑補償值。
在補償狀態(tài)下，銑削內(nèi)側(cè)zui小圓弧一般要求滿足關(guān)系：刀具半徑≤刀具半徑補償值≤zui小內(nèi)側(cè)圓弧半徑。
建立刀具半徑補償后，不能出現(xiàn)連續(xù)兩個程序段無選擇補償坐標平面的移動指令。否則，編制的加工程序運行時產(chǎn)生報警，無法執(zhí)行。