​一文搞懂（dǒng）數控車床加工刀具補償功能

一、數控車床用刀具的交（jiāo）換功能（néng）

1. 刀具的交換

指令格式一：T0101；

該（gāi）指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表示換1號刀，後（hòu）麵的01表示使用1號刀具補償（cháng）。刀（dāo）具號與刀補號可以相同，也可以不（bú）同。

指令格式二： T04D01；

該指令（lìng）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號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換（huàn）刀點是（shì）指刀架自動轉位時（shí）的位（wèi）置。

大部分數（shù）控車床，其換刀點的位置（zhì）是任意的，換刀點應選在刀（dāo）具交換過程中與工件或（huò）夾具不發生幹涉的位置。還有一些（xiē）機床的換刀點位置是一個固定點，通常情（qíng）況下，這些點選在靠近機（jī）床參考點的位（wèi）置，或（huò）者取機床的（de）第（dì）二參考點來作為換刀（dāo）點。

二、刀（dāo）具補償功能

1. 刀具補償功能的（de）定義

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

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

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（yí）（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧（hú）半徑補償

2. 刀（dāo）位點的概念

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

三、刀具偏移補償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

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

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

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數（shù）設置，如要進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麵。

圖中（zhōng）的代碼（mǎ）“T”指（zhǐ）刀沿類型，不是（shì）指刀具號，也不是指（zhǐ）刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操（cāo）作的定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量重合於（yú）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（dāo）位點的Z向機械坐（zuò）標值。

2）手動（dòng）操作加工外圓，記錄下（xià）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。

 3）將X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存（cún）儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操（cāo）作的實質

利用刀具幾何偏移進行對（duì）刀的實質（zhì）就是利（lì）用刀（dāo）具幾何偏移使工件坐標係原點與（yǔ）機（jī）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）損等原因造成的工件加工誤差（chà）。

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

四、刀尖圓弧（hú）半徑（jìng）補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實（shí）際（jì）加工中（zhōng），由於刀具產生磨損及精加工的需要，常將車刀（dāo）的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的（de）刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖（jiān）圓弧的（de）圓心運動軌跡與被加（jiā）工工件輪（lún）廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半（bàn）徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑（jìng）偏移也與其相同。

2. 假（jiǎ）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，該點即為假想刀尖（圖（tú）中的A點）。

在對刀（dāo）時也是以假想刀尖（jiān）進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖（jiān）往往不是一個理想的點（diǎn），而是一段（duàn）圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是（shì）指車刀（dāo）刀（dāo）尖圓弧所構成的（de）假想圓（yuán）半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假（jiǎ）想（xiǎng）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（bǔ）償（cháng）時的加工誤差分析

（1）加（jiā）工台階麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但在端麵（miàn）的中心位置（zhì）和台（tái）階的（de）清角（jiǎo）位置會產生殘留（liú）誤（wù）差

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

加工外凸圓弧時，會使加工（gōng）後的圓弧半徑變小

其值=理（lǐ）論輪廓半徑（jìng）R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後（hòu）的（de）圓弧（hú）半徑變（biàn）大

其值=理論（lùn）輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模式下（xià）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T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償（cháng）號（hào）與刀具偏置補償號對應。

（3）采用切線切（qiē）入方式或法線切入（rù）方式建立或取消刀補。對於不便於（yú）沿工（gōng）件輪廓線方向切向（xiàng）或法向切入切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧（hú）的輔助程序段。

（4）為了防止在（zài）刀（dāo）具半徑補償建立（lì）與取消過程中刀（dāo）具產（chǎn）生（shēng）過切（qiē）現象，在（zài）建立與取消補償時，程序段的（de）起始位置與終點位置最（zuì）好（hǎo）與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許（xǔ）存在連續兩段以上的補償平麵內非移動指（zhǐ）令，否則（zé）刀具也會（huì）出現過切等危（wēi）險動作。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G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧偏（piān）置方向和刀沿位置時，要（yào）特別注意前置刀架和後置刀架的區別。