刀具半径补偿的基本概念

硬质合金刀具补偿（偏置）概念在我们生活中应用很多。例如，汽车驾驶员在驾驶汽车绕过一块石头的时候，会让汽车靠石头的一边绕过石头，而且要考虑到汽车是有一定宽度的，所以让汽车中心线远离石头至少半个车宽的距离。二十世纪六七十年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。刀片的主要成分是不同配比的碳化钨和钴，原材料一开始的形态是粉末。补偿的概念出现以后极大地提高了编程的工作效率。

在数控加工中有三种补偿：刀具半径补偿、刀具长度补偿、夹具补偿。这一章主要介绍刀具半径补偿的原理。

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。

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。0mm厚的PCBN而成的，其性能兼有较好的韧性和较高的硬度及耐磨性，它解决了CBN刀片抗弯强度低和焊接困难等问题。  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

切削机械刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。

① 刀具材料硬度顺序为：金刚石刀具>立方氮化硼刀具>ceramic刀具>硬质合金>高速钢。

② 刀具材料的抗弯强度顺序为：高速钢>硬质合金>ceramic刀具>金刚石和立方氮化硼刀具。

③ 刀具材料的韧度大小顺序为：高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石等。

高硬度的工件材料，必须用更高硬度的刀具来加工，刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬质合金中含钴量增多时，其强度和韧性增加，硬度降低，适合于粗加工；含钴量减少时，其硬度及耐磨性增加，适合于精加工。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。

具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。ceramic刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削，允许的切削速度可比硬质合金提高2～10倍。

切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配

具有不同物理性能的机械刀具，如，高导热和低熔点的高速钢、高熔点和低热胀的ceramic刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等，所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，不会产生很大的热变形，这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。刀具几何偏移：由于刀具的几何形状不同和刀具安装位置不同而产生的刀具偏移。

① 各种刀具材料的耐热温度：金刚石刀具为700～8000C、PCBN刀具为13000～15000C、ceramic刀具为1100～12000C、TiC(N)基硬质合金为900～11000C、WC基超细晶粒硬质合金为800～9000C、HSS为600～7000C。补偿平面非移动指令通常指仅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暂停程序段（G04X10。

② 各种刀具材料的导热系数顺序：PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。

③ 各种刀具材料的热胀系数大小顺序为：HSS>WC基硬质合金>TiC(N)> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。

④ 各种刀具材料的抗热震性大小顺序为：HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>A1203基陶瓷。