数控加工技术大作业

数控机床的刀具半径补偿功能及应用

摘要：在数控加工中，刀具半径补偿功能是应用很广的一项功能，应用此功能可以减少大量频繁复杂的尺寸计算，而且可以省掉零件粗、精加工时反复编写相似程序的麻烦，灵活应用刀具半径补偿可以起到事半功倍的效果。

关键词： 数控机床、刀具补偿、执行过程、功能、应用

数控机床的产生

1946年世界上第一台电子计算机问世，揭开了人类进入信息时代的序幕。1948年美国帕森斯公司提出了采用和麻省理工学院伺服机构研究室的响应，终于在1952年研制成功世界第一台三坐标数控铣床。这便是用数字化信息控制机床的运动，是复杂零件加工的数控技术的开始。人们把这种电子计算机以数字方式控制机床工作的技术称为数控技术，简称数控（缩写为NC）。由于数控是与机床控制密切相关发展起来的，因此，通常讲的“数控”就是“机床数控”，用这种控制技术控制的机床称为“数控机床”，人们习惯称为“NC机床”，甚至就直接称为“NC”。

数控机床的控制单元

数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，他是数控机床的大脑，与普通机床相比，数控机床有如下特点：加工精度高，具有稳定的加工质量，可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件数控，加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节约生产准备时间，机床自动化程度高，可以减轻劳动强度，批量生产时，产品质量容易控制，对操作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高。数控机床一般由下列几个部分组成：主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱，主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储，数据的变换，插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机和进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气系统实现主轴和进给驱动，当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

刀具半径补偿的概念

在数控加工过程中，编程人员是按零件轮廓进行编程的。由于刀具总有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓，而是偏移轮廓一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，使刀具中心偏移零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿。

正像使用了刀具长度补偿在编程时基本上不用考虑刀具的长度一样，因为有了刀具半径补偿，我们在编程时可以不要考虑太多刀具的直径大小了。刀具半径补偿对所有的刀具都适用，而刀具半径补偿则一般只用于铣刀类刀具。当铣刀加工工件的外或内轮廓时，就用得上刀具半径补偿，当用端面铣刀加工工件的端面时则只需刀具长度补偿。因为刀具半径补偿是一个比较难以理解和使用的一个指令，所以在编程中很多人不愿使用它。但是我们一旦理解和掌握了它，使用起来对我们的编程和加工将带来很大的方便。当编程者准备编一个用铣刀加工一个工件的外形的程序时，首先要根据工件的外形尺寸和刀具的半径进行细致的计算坐标值来明确刀具中心所走的路线。此时所用的刀具半径只是这把铣刀的半径值，当辛辛苦苦编完