在数控铣削加工过程中，通常会遇到轮廓周边的倒圆和孔口倒角类零件，对于这种类型的零件，一般有两种加工方法：其一是使用成形铣刀铣削，简单方便，但是同一把成形刀只能用于相同尺寸的工件倒角，使用范围窄，并且成形刀具成本高，因此，在小批量的工件加工中较少使用;其二是使用球头铣刀或立铣刀，逐层拟合成形，采用这种方法倒角与倒圆时，适用范围广，同一把刀具能用于不同的倒圆与倒角加工。

　　其中，方法二主要是利用宏程序进行加工的，具体的方法就是在程序中将刀具半径值设为一个变量，然后用G10指令将对应的半径值输入到CNC储存器中，从而使程序加工的轮廓得以实现不断的变化，最终加工出零件。

　　本文结合实际生产中G10指令的应用，用一个实例来说明刀具补偿值在数控加工中的应用。

　　一、加工实例分析

　　如图1所示工件的薄壁轮廓加工难度较小，其加工难点在于凸台的倒圆和Φ24mm的锥形沉孔的孔口倒角，材料选用120mm×120mm×26的45#钢。

　　1.刀具的选择

　　采用球头铣刀进行切削时，可以使用刀具球头的不同点来切削加工曲面轮廓的不同位置，但编程时，通常用球头中心作为刀具刀位点。而采用立铣刀进行切削时，则始终用刀具的刀尖进行切削，因此刀具磨损较大且所加工表面的表面质量较差，编程时的刀位点是刀具端面中心。

倒圆与倒角加工的走刀路线有两种，即从上向下进刀和从下向上进刀。实际加工过程中，一般应选用自下而上进刀来完成加工。这种进刀方式主要利用铣刀侧刃切削，表面质量较好，端刃磨损较小，同时切削力将刀具向欠切方向推，有利于控制加工尺寸。

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　　2.进刀轨迹的处理

进行工件倒角时(图2)，如采用立铣刀进行加工，其刀具中心运动轨迹如图2a所示，是平行于轮廓的一条直线。而采用球形铣刀进行加工时，由球刀来加工斜面，其刀具中心轨迹如图2b所示，是一条法向等距线。

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进行工件倒圆时(图3)，如采用立铣刀进行加工，且刀需始终采用刀具的刀尖来加工曲面，当刀尖沿圆弧运动时，倒凸其刀具中心运动轨迹如图3a所示，切削点位置与刀位点始终圆角相差一个刀具半径。而采用球形铣刀进行加工时，则由球刀刃来加工曲面，其刀具中心是球面的同心球面，半径相差一个刀具半径，如图3b所示。

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　　二、程序导入补偿值指令G10角

　　工件倒圆或倒角时，从俯视图中观察，其实际的切削轨迹如图3c所示，就好像将轮廓不断地作等距偏移，为了实现这种等距偏移，可通过修改刀具半径补偿值来实现。为了在加工过程中实时修改刀具补偿值，可通过编程指令“G10”来导入相应的补偿值参数：刀具每切削一层，便导入一个新的刀具半径补偿值，从而实现切削轨迹的等距偏移。常用刀具补偿程序赋值格式如表1所示。

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　　三、轮廓倒圆和倒角的宏程序运算

轮廓倒圆与倒角时，通常使用立铣刀或球形铣刀进行加工，宏程序编程过程中的变量运算如表2所示。

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四、参考程序

　　加工本例工件的倒圆与倒角曲面时，刀具首先Z向移动至切削高度，计算出相应的刀具半径补偿参数，并通过指令“G10”导入数控系统，加工出沿轮廓等距的加工轨迹，然后再次Z向移动，加工另一层等距轨迹，如此循环直至加工出整个倒圆和倒角。

　　1.凸台倒圆角的加工程序

　　本例倒圆加工时，采用Φ16mm立铣刀，刀具半径为8mm，倒圆半径为3mm，以圆弧的包角“#101”作为自变量，其变化范围为0°～90°。以刀位点(球心)Z坐标“#102”和导入的刀具半径补偿参数“#103”为应变量，其变量运算过程如下：

　　#102=3.0*SIN[#101]-3.0;

#103=8.0-[3.0-3.0*COS[#101]]。

O0001;程序说明

M03S600;程序初始化，换Φ16mm立铣刀

G90G00X-20.0Y0;

   　#101=0.0;角度赋初值

　　N100#102=3.0*SIN[#101]-3.0;刀位点Z坐标，初始值为-3.0

　　#103=8.0-[3.0-3.0*COS[#101]];刀具半径补偿值参数

G10L12P1R#103;导入刀具半径补偿值参数

G01Z#102F100;Z向加工高度

　　G41G01X-11.86Y-8.15D01;中间凸台倒圆角

　　G01X-7.9Y17.23;G02X7.9R8.0;

　　G01X22.5;

　　G03X32.5Y-29.64R8.0;G01X11.86Y-8.15;

G02X-11.86R-12;

G40 G01 X-20.0 Y0;

#101=#101+10.0 角度增量为10度

　　IF[#101LE90.0]GOTO100;条件判断

G00Z30.0;抬刀

M30;程序结束

　　2.Φ24mm的锥形沉孔的加工程序

　　本例倒角加工时，采用Φ12mm的球头铣刀，刀具半径为6mm，倒角高度为5mm。以加工高度“#101”作为自变量，其变化范围为0～5mm。以刀位点(球心)的Z坐标“#102”和导入的刀具半径补偿参数“#103”为应变量，其变量运算过程如下：

　　#102=#101+6.0*SIN[45.0]-5.0;

　　#103=6.0*COS[45.0]-#101*TAN[45.0]。O0001;程序说明

　　M03S600;程序初始化，换Φ12mm的球头铣刀G90G00X40.0Y-40;

　　#101=0.0;角度赋初值

　　N100#102=#101+6*SIN[45]-5.0;刀位点Z坐标，初始值为-5.0

　　#103=6.0*COS[45]-#101*TAN[45];刀具半径补偿值参数

　　G10L12P1R#103;导入刀具半径补偿值参数G01Z#102F100;Z向加工高度

　　G41G01X52D01;加工一圆周轮廓

　　G40G01X40.0;

　　#101=#101+0.5;切削点的高度每次增加0.5mm

　　IF[#102LE5.0]GOTO100;条件判断G00Z30.0;抬刀

　　M30;程序结束

　　五、结语

　　综上所述，宏程序有利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除了手工编程时繁琐的数值计算，还可以简化程序。本文正是通过G10指令将半径补偿变化值输入到储存器中，再通过程序中的指令G41将变化后的补偿值调用来实现半径补偿值的变化，如此循环直至加工出整个轮廓曲线。