​一文搞懂數（shù）控車床（chuáng）加工刀具補償功能

一、數控車（chē）床用刀具的交換功能

1. 刀（dāo）具的交換（huàn）

指令格（gé）式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的（de）T01表（biǎo）示換1號刀（dāo），後（hòu）麵的01表（biǎo）示使用1號刀具補償。刀（dāo）具號與刀（dāo）補號（hào）可以（yǐ）相同，也可以不同。

指令格（gé）式二： T04D01；

該指（zhǐ）令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使（shǐ）用4號刀的1號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車（chē）床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應選在刀具交換過（guò）程中與工件（jiàn）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，通常情況下（xià），這些點選在靠近機（jī）床（chuáng）參考點的位置，或者取（qǔ）機床（chuáng）的第二參（cān）考點來作為換（huàn）刀點。

二、刀（dāo）具補償（cháng）功（gōng）能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過程中，為使編程工作（zuò）更加（jiā）方便，通常將數控刀具的（de）刀尖（jiān）假想成一個點，該點稱為刀位點或刀尖點（diǎn）。

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

數控車床（chuáng）的刀具補償分（fèn）為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀（dāo）尖圓弧（hú）半徑補償

2. 刀（dāo）位點的概念

所謂刀位（wèi）點是指編製程序和加工時（shí），用（yòng）於表示刀具特征的點，也是對刀（dāo）和加工的基準點（diǎn）。  數控（kòng）車刀的（de）刀位點。尖（jiān）形車刀的刀位點通常是指刀（dāo）具的（de）刀尖（jiān）；圓弧形車刀（dāo）的刀位（wèi）點是指圓弧刃的圓心；成（chéng）形刀（dāo）具的刀位點（diǎn）也通常是指刀尖。

三、刀（dāo）具偏移補償

1. 刀具（jù）偏移的含義

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

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝（zhuāng）位置不同而產生的刀具偏移（yí）。

刀具磨損偏移（yí）：由刀具刀尖的磨損（sǔn）產生的（de）刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何（hé）偏（piān）移參數設置，如要進（jìn）行刀具磨損偏（piān）移（yí）設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的（de）設（shè）置畫麵（miàn）。

圖中的代碼“T”指刀沿類（lèi）型（xíng），不是指刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移（yí）進行（háng）對刀操作

（1）對刀操（cāo）作的定（dìng）義

調整（zhěng）每把刀的刀位點，使其盡量重合於某一理想基準點，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向機械坐標值。

2）手動操作加工外（wài）圓（yuán），記（jì）錄下刀位（wèi）點的（de）X向機械坐標值，停（tíng）機測量工件直徑，計算出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存儲器（qì）中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操（cāo）作的（de）實質（zhì）

利用刀具幾何偏（piān）移進行對（duì）刀的實質就是利用（yòng）刀（dāo）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

利用刀具偏（piān）移（yí）功能，可以修整因對刀不正確或刀具磨損等原因造成（chéng）的工件（jiàn）加工誤差。

例（lì）：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（dāo）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（gāi）加工誤差。同樣，如出現（xiàn）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，由於（yú）刀具產生（shēng）磨損及精加工的需要，常（cháng）將車刀的刀尖修（xiū）磨成半徑較（jiào）小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時（shí）不允許（xǔ）刀（dāo）具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與（yǔ）工件輪廓偏移一個半徑值，這（zhè）種偏移稱為刀尖圓弧（hú）半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同（tóng）。

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（diǎn）即為假想刀尖（圖中的A點）。

在（zài）對刀時也是以假想刀尖（jiān）進行對刀。但（dàn）實際加工中的車刀，由於工藝或其（qí）他要求，刀尖往往不是一個理想的（de）點，而是一段（duàn）圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖（jiān）圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構成（chéng）的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車（chē）刀均有大小不等或（huò）近似的刀尖圓弧，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的加工誤差分析

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

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

（3）加工圓（yuán）弧時，會對圓弧的圓度和圓（yuán）弧半徑產生影響。

加工外凸圓弧時（shí），會使加工後的圓弧半（bàn）徑變小

其值=理論（lùn）輪廓半徑R–刀尖（jiān）圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時（shí），會使加工後的圓弧半徑變大（dà）

其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀（dāo）具半徑補償時應注意的事項

（1）刀（dāo）具圓弧半（bàn）徑補償模式的建立與取消程序段隻能在G00或（huò）G01移動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不（bú）帶參數，其補償號(代（dài）表所用刀（dāo）具對應的刀尖半徑補償值)由T指（zhǐ）令指定。該刀尖圓弧（hú）半徑補償號與刀具偏置（zhì）補償號對應。

（3）采用切線切入方式（shì）或（huò）法線切入方式建立或取（qǔ）消刀補。對於（yú）不便於沿工（gōng）件輪廓線方向切向或法向切（qiē）入切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助（zhù）程序（xù）段。

（4）為了防止在刀具半徑（jìng）補償建立與取（qǔ）消過程中刀具產生過切現象，在建立與取消補償時，程（chéng）序段的起始位置與終點位置最好與補（bǔ）償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般（bān）不允許存在（zài）連續兩（liǎng）段以上的補償平麵內非移動指令，否則（zé）刀具也會出現過切等危險動作。補償（cháng）平麵非移動指令通常指僅有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）在選擇（zé）刀尖圓弧偏置方向（xiàng）和刀沿位置時，要特別注意（yì）前置刀架和（hé）後（hòu）置刀架的區別。