一文搞懂數控車床加工刀具補償功能（néng）

一、數控車床（chuáng）用（yòng）刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表（biǎo）示換1號刀，後麵的01表示使用1號刀具補償。刀具號與（yǔ）刀補號可以相同，也可以不同。

指令（lìng）格（gé）式二： T04D01；

該指令為（wéi）SIEMENS係統（tǒng）轉刀指令，T04表示換4號刀（dāo），D01表示（shì）使用4號刀的1號刀（dāo）沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點（diǎn）是指刀架自動（dòng）轉位時的（de）位（wèi）置。

大部分數（shù）控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應選在刀具交換過程中與工件或夾具不（bú）發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固（gù）定點，通常情況下，這些點選在（zài）靠近機床參考點的位置，或者取（qǔ）機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程（chéng）過程中，為使編程工作更加方（fāng）便，通（tōng）常將數控刀具的刀尖假想（xiǎng）成一個點，該點稱為刀位點或（huò）刀尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自（zì）動改變機床坐標（biāo）軸或（huò）刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌跡（jì）完全一致的功能，稱為刀（dāo）具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀（dāo）具補償分為：

刀具偏移（也（yě）稱為刀具長度補（bǔ）償）

刀尖（jiān）圓弧半徑（jìng）補償

2. 刀位點的概念（niàn）

所謂刀位點是指編製程序和加工時，用（yòng）於表示刀具特征的點，也是對刀和（hé）加（jiā）工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車（chē）刀的刀位點通（tōng）常是指刀具的刀尖；圓（yuán）弧（hú）形車刀的刀位點是指（zhǐ）圓弧刃的圓心；成形（xíng）刀具的刀位點也（yě）通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償（cháng）

1. 刀具（jù）偏移的含義（yì）

刀具偏移是用來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長（zhǎng）度差的（de）功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

刀具（jù）幾何偏移：由於刀具的幾（jǐ）何形狀不（bú）同和刀具安裝位（wèi）置不同（tóng）而產生的刀（dāo）具偏（piān）移。

刀具磨損（sǔn）偏移：由刀具刀尖（jiān）的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏（piān）移參數設置，如要（yào）進行刀具磨損偏移（yí）設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相（xiàng）應的設（shè）置畫麵。

圖中的（de）代碼“T”指（zhǐ）刀沿（yán）類型，不是指刀具號，也不是指刀補（bǔ）號（hào）。

2. 利用（yòng）刀具（jù）幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操作的定義（yì）

調整每把刀的刀位點，使（shǐ）其盡量（liàng）重（chóng）合於某一理（lǐ）想基準點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐（zuò）標值。

2）手動操作加工外圓，記錄（lù）下刀位（wèi）點的X向機械坐（zuò）標值，停機測量工件直徑（jìng），計（jì）算出主軸中心的機械坐標（biāo）值。

 3）將X、Z值輸入（rù）相應的刀具幾何（hé）偏移存儲器（qì）中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質

利用（yòng）刀具（jù）幾何偏移進行對刀的實質就（jiù）是利用刀具幾何偏移使工（gōng）件（jiàn）坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或刀具磨（mó）損等原因造（zào）成的工件加工（gōng）誤差。

例：加工外圓（yuán）表麵時，如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此（cǐ）時（shí）隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差（chà），則其修（xiū）整辦法相同。

四（sì）、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償（cháng）的定義

在實際加工中，由於（yú）刀（dāo）具產生磨損及精（jīng）加工的需要，常將車刀的（de）刀尖修（xiū）磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為（wéi）刀尖圓弧的圓心（xīn）。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允（yǔn）許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工（gōng）工件輪廓重合（hé），而應與工件輪（lún）廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車（chē）刀的刀刃（rèn）半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

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（dāo）尖（圖中（zhōng）的A點）。

在對刀時也是以（yǐ）假想刀尖進行對刀。但實際加工中的車（chē）刀，由於（yú）工藝或其他（tā）要求，刀尖往往不是一個理想的點，而是一段圓弧（hú）（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖（jiān）圓弧所（suǒ）構成的假想圓半徑（圖（tú）中的r）。實（shí）踐中，所有車刀均有大小不（bú）等或近似的刀（dāo）尖（jiān）圓弧，假想刀尖在實際加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時（shí）的加（jiā）工誤差分析

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

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

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑（jìng）產生影響。

加工外（wài）凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其（qí）值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使（shǐ）加工後的圓（yuán）弧半徑變大

其值=理論輪廓（kuò）半徑R+刀尖圓弧半徑（jìng）r，。

4. 進（jìn）行刀具半徑補償（cháng）時（shí）應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建（jiàn）立（lì）與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模（mó）式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償（cháng）號（hào）(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半（bàn）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線（xiàn）切入方式建立或（huò）取消刀補。對於不便於沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，可根據情況增加一（yī）個（gè）過（guò）渡圓弧（hú）的輔助程序段。

（4）為（wéi）了防止在刀具半（bàn）徑補償建（jiàn）立與取消過程中刀具產生過（guò）切現象，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終點位置（zhì）最好與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一（yī）般不允許存（cún）在連續兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過切等危（wēi）險動作。補償平麵非移動指（zhǐ）令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在（zài）選擇刀尖圓弧偏置（zhì）方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區別。