一文搞懂數控車床加工刀具補償功能（néng）

一、數控車床用刀（dāo）具的交換功能（néng）

1. 刀具的交換

指令（lìng）格（gé）式一（yī）：T0101；

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

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀（dāo）沿（yán）作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動（dòng）轉位時（shí）的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的（de），換刀點應選在刀具交換過程中與工件（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，這些點選在靠近機（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（gōng）能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過（guò）程中，為使編程工作更加方便，通（tōng）常將數控刀具的刀尖假想成一（yī）個點，該點稱為刀位（wèi）點或刀尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自動改變（biàn）機床坐標軸或刀具刀位點（diǎn）位置，使實際加工輪（lún）廓（kuò）和編程軌跡（jì）完全（quán）一致（zhì）的（de）功能，稱為刀具補償（係統畫麵上為（wéi）“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具（jù）偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑（jìng）補償

2. 刀位（wèi）點的概念（niàn）

所（suǒ）謂刀位點是指編製程序和加工時（shí），用於表示刀具特征（zhēng）的點，也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀（dāo）位點。尖形車刀的刀位點通（tōng）常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的（de）刀位點也通常（cháng）是（shì）指（zhǐ）刀尖。

三、刀（dāo）具偏移補償

1. 刀（dāo）具偏（piān）移的含義

刀具偏移是用來補償假定刀具長度（dù）與基準刀具長度之長度差的功能。車（chē）床數控（kòng）係統規定X軸與Z軸可同（tóng）時（shí）實現刀具偏（piān）移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾（jǐ）何形狀不同和刀具安（ān）裝位置不同而（ér）產生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係（xì）統的刀具幾何偏移參（cān）數設置，如（rú）要進行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟（ruǎn）鍵[磨耗]即可進入相應的設（shè）置畫麵。

圖中的（de）代碼“T”指刀沿類型，不（bú）是指刀具號，也（yě）不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移（yí）進行（háng）對刀操作

（1）對刀操作的定（dìng）義

調整每把刀的刀位點，使（shǐ）其盡量重合於（yú）某一理想基準點，這一過程稱為對刀（dāo）。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加（jiā）工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

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

 3）將X、Z值輸入相應（yīng）的刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用（yòng）刀具幾何偏移（yí）進（jìn）行對刀操作的實質

利用刀具幾何偏移（yí）進行對刀的實質就是利用刀具幾何偏移（yí）使（shǐ）工件坐標係原點與機床原點（diǎn）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（zhèng）確或刀具（jù）磨損等原因（yīn）造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如（rú）果（guǒ）外圓直徑（jìng）比要求的尺（chǐ）寸大了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器中的X值（zhí）減小0.2，並（bìng）用原刀具及原（yuán）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，則其修整辦法相同。

四、刀（dāo）尖圓弧半徑補（bǔ）償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精加工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工（gōng）件輪廓形狀，加工時不允許刀具（jù）刀尖圓弧的圓心運（yùn）動軌跡與被（bèi）加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏（piān）移稱為（wéi）刀尖圓弧半徑補償（cháng）。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理（lǐ）想狀態下，我們總是將（jiāng）尖形車刀（dāo）的刀位點假想成一個點，該（gāi）點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進行對刀。但實際加工中（zhōng）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（diǎn），而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構（gòu）成的假想圓（yuán）半徑（圖中（zhōng）的r）。實踐中，所有車刀均有（yǒu）大小不等或近似的刀（dāo）尖圓弧，假想刀尖在（zài）實（shí）際（jì）加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時（shí）的加工誤（wù）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（xiǎng）不大，但在端麵的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（miàn）時，對圓錐的錐度（dù）不會產（chǎn）生影響，但對錐麵的大小端（duān）尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵的尺（chǐ）寸變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時（shí），會對圓弧的圓度和圓弧半徑產生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半（bàn）徑（jìng）變小

其值=理論輪（lún）廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹（āo）圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變大（dà）

其值=理論（lùn）輪（lún）廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補（bǔ）償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半（bàn）徑（jìng）補償（cháng）模式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移動指（zhǐ）令模式下才（cái）有效。

（2）G41／G42不帶參數，其（qí）補償號(代表（biǎo）所用刀具對應的（de）刀尖半徑補償值)由T指（zhǐ）令指定。該刀尖圓弧半（bàn）徑補償號與刀具偏置補償（cháng）號對應。

（3）采用切線（xiàn）切入（rù）方式或法線切入方式建立或取消刀（dāo）補。對於不便於沿工（gōng）件輪（lún）廓線方向切向或（huò）法向切入切出時，可根據情況增（zēng）加一個過渡圓（yuán）弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀具半徑補償建立（lì）與（yǔ）取消過程中刀具（jù）產生過切現象，在建（jiàn）立與取消補償時，程序（xù）段的起始位（wèi）置與終點位置最好與補償方（fāng）向在同一側。

 （5）在刀（dāo）具補償模式下，一般（bān）不允許存在連續（xù）兩段以上的補償平麵內（nèi）非移動指令，否則刀具也會出現過切（qiē）等危險動作（zuò）。補償平麵非（fēi）移動指（zhǐ）令通（tōng）常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及（jí）程序暫（zàn）停程序段（G04 X10.0）。

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