一文搞懂（dǒng）數控車床加工（gōng）刀具（jù）補償功能

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指（zhǐ）令（lìng）格式一：T0101；

該指令（lìng）為FANUC係統轉刀指令，前麵（miàn）的T01表示換1號刀，後麵（miàn）的（de）01表示使用1號刀具補（bǔ）償。刀具號與刀補號可以相同（tóng），也可以不同。

指令格（gé）式二： T04D01；

該指令為（wéi）SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用（yòng）4號刀的1號刀沿作為刀具補（bǔ）償存儲（chǔ）器。

2. 換刀點

所謂換（huàn）刀點是指刀架自動轉（zhuǎn）位時的位置。

大部分（fèn）數控車床，其換刀點的位置是任意的（de），換刀點應（yīng）選在刀具（jù）交換過程中與工件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通（tōng）常情況下，這（zhè）些點選（xuǎn）在靠近機（jī）床參考點的位置，或者取機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀（dāo）具補償功能的定義

在數控（kòng）編程過程中，為使編程工作更（gèng）加方便，通常將（jiāng）數控刀具的刀尖假想（xiǎng）成一個點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自動改變機床坐（zuò）標軸（zhóu）或刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補（bǔ）償（cháng）（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償（cháng））

刀尖圓弧半徑（jìng）補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指編製程序和加工時，用於表示刀具（jù）特征的點，也是對刀和（hé）加工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀（dāo）的刀位點是指圓弧刃的（de）圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移（yí）是用來（lái）補償假定刀具長度與基準刀具長度（dù）之長度（dù）差的功能。車（chē）床數控係統規定X軸與Z軸可同時（shí）實現刀具偏移。

刀具幾（jǐ）何偏（piān）移：由於（yú）刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產（chǎn）生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏（piān）移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參（cān）數設置，如要進（jìn）行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫（huà）麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具（jù）號，也（yě）不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏（piān）移進行對刀操作

（1）對刀操作的定義

調整（zhěng）每把刀的刀位點（diǎn），使其（qí）盡量重合於（yú）某一理想基準點，這一（yī）過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下（xià）刀位點（diǎn）的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外（wài）圓，記錄（lù）下刀位點的X向機械坐標值，停機測量（liàng）工件直徑，計算出主軸中心的機械坐標值。

 3）將（jiāng）X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存儲（chǔ）器中。

（3）利用（yòng）刀具幾何偏移進行對刀操作的實（shí）質

利用刀（dāo）具幾何（hé）偏（piān）移進行對刀的實質就是利用（yòng）刀具幾何偏移使工（gōng）件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用（yòng）刀具偏移功能，可以修整因對刀不（bú）正確或刀（dāo）具磨損等原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果外圓直徑比要求的（de）尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存（cún）儲器中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件，即可修整該加（jiā）工誤差。同（tóng）樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由（yóu）於刀具產生磨損及精加工的需（xū）要，常將（jiāng）車刀的刀尖修磨成半（bàn）徑較小的圓弧，這（zhè）時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保（bǎo）工（gōng）件輪廓形（xíng）狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件（jiàn）輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半（bàn）徑值（zhí），這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀（dāo）刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓（yuán）弧半徑

在理想狀態下，我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖（tú）中的A點）。

在對刀時（shí）也是（shì）以假想刀（dāo）尖進行對刀。但實際加工中的車刀（dāo），由（yóu）於工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理想的（de）點，而是一段圓（yuán）弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂（wèi）刀尖（jiān）圓（yuán）弧（hú）半徑（jìng）是（shì）指車刀（dāo）刀尖圓弧所構成的假想圓半徑（jìng）（圖中的r）。實（shí）踐中，所有車刀（dāo）均有大（dà）小不等或（huò）近似的刀尖圓（yuán）弧，假想刀尖在實際加（jiā）工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤（wù）差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表麵（miàn）的尺寸（cùn）和形狀影響不大（dà），但在端麵的（de）中心位置和台階（jiē）的清角位置會產生殘留誤差

（2）加工圓錐（zhuī）麵時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐（zhuī）麵的大小端尺寸會產生較大的影（yǐng）響，通常情況下，會使外錐麵的尺寸（cùn）變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧（hú）的圓度和圓弧半徑產生影（yǐng）響。

加工外凸圓弧時（shí），會使（shǐ）加工後的圓弧半徑變小（xiǎo）

其值=理論輪廓半（bàn）徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧（hú）時（shí），會使加工後的圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀（dāo）尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧（hú）半徑補償模式的建立（lì）與取消程序段隻能（néng）在G00或G01移動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由（yóu）T指令（lìng）指（zhǐ）定。該刀尖圓（yuán）弧半徑補償號與刀具（jù）偏置補償號對應。

（3）采用切線切入方式或法（fǎ）線切入方式（shì）建立或取消刀補。對於（yú）不（bú）便於沿工件輪廓線方向切向或（huò）法向切入（rù）切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序（xù）段。

（4）為了防止在刀具半徑補償建立與取消過（guò）程中（zhōng）刀具產生過切現（xiàn）象，在建立與取消（xiāo）補償（cháng）時，程序段（duàn）的起（qǐ）始位置與終點位置最好與（yǔ）補償方向在（zài）同一側。

 （5）在（zài）刀具補償模式下（xià），一般不允（yǔn）許存在連續（xù）兩段以上的補償平麵（miàn）內非移動指令，否（fǒu）則（zé）刀（dāo）具也會出現過切等危險動作（zuò）。補償平麵非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如（rú）G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選（xuǎn）擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前（qián）置刀架和後置刀架的區（qū）別。