​一文搞懂數控車床加工刀（dāo）具補償功能

一、數控（kòng）車（chē）床（chuáng）用刀具的交換功能

1. 刀具的（de）交換

指令格式一：T0101；

該指令為（wéi）FANUC係統轉刀指（zhǐ）令，前麵的（de）T01表示換1號刀，後麵的（de）01表示使用1號刀具補（bǔ）償。刀（dāo）具號與刀補號可以相（xiàng）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號刀沿作為（wéi）刀具補償存（cún）儲器。

2. 換刀（dāo）點

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大（dà）部分數控（kòng）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發生幹涉的位置。還有（yǒu）一些機床的換刀點位置是一個固定點，通常情況下，這些點選在靠近機床參考點的位置，或者取機床的第（dì）二參考點來（lái）作為換（huàn）刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義（yì）

在數控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控（kòng）刀具的（de）刀尖假想成一個（gè）點，該（gāi）點（diǎn）稱（chēng）為（wéi）刀位點（diǎn）或刀尖點。

數（shù）控機床根據（jù）刀具實際尺寸，自動改變機床坐標（biāo）軸（zhóu）或刀具刀位（wèi）點位置（zhì），使實際加工輪（lún）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“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分（fèn）為：

刀具偏移（也稱為（wéi）刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

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，也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位（wèi）點。尖形車刀的刀（dāo）位點通常是（shì）指刀具的刀（dāo）尖（jiān）；圓弧形車刀的刀位點是指（zhǐ）圓弧（hú）刃的圓（yuán）心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移（yí）補償

1. 刀具偏移的含義

刀（dāo）具偏移（yí）是（shì）用來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差的功能。車床數控係（xì）統規（guī）定X軸與Z軸可同時實現刀（dāo）具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀（dāo）具的幾何（hé）形狀不同和刀具安裝位置不同而產（chǎn）生的（de）刀具偏移。

刀具磨（mó）損偏移：由（yóu）刀具刀尖（jiān）的磨損產生的刀具偏移。

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

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操作的（de）定義

調整（zhěng）每把刀的刀位點，使（shǐ）其盡量重合於某一理想基準（zhǔn）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（xià）刀位點的（de）Z向機械坐標值。

2）手動操（cāo）作加工外圓，記錄下刀位點（diǎn）的X向機械坐標值，停機測量工件直徑，計（jì）算出主軸中心的機械（xiè）坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操（cāo）作的（de）實質

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

3. 刀（dāo）具（jù）偏移的應（yīng）用（yòng）

利用刀（dāo）具偏移功能，可以修整因（yīn）對刀不正確或刀具磨損（sǔn）等原因造成的工件加工（gōng）誤差。

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

四、刀尖（jiān）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（chǎn）生磨損及精加工的需（xū）要，常將車刀的刀（dāo）尖修（xiū）磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓（yuán）心運（yùn）動軌跡（jì）與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓（kuò）偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧（hú）半徑補償。圓弧形（xíng）車刀（dāo）的刀刃半徑偏移也與其（qí）相同。

2. 假想刀尖與（yǔ）刀尖圓（yuán）弧半徑

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

在對刀時也是以假想刀尖進行對刀（dāo）。但實際加工中的車刀，由於工藝或（huò）其他要求，刀尖往往不是一個理想的點（diǎn），而是（shì）一段圓弧（如（rú）圖（tú）中的（de）BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車（chē）刀刀尖圓弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小（xiǎo）不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中是（shì）不存在的（de）。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分（fèn）析

（1）加工台階（jiē）麵或端（duān）麵時，對加工表麵的尺寸（cùn）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（huì）產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓（yuán）錐的錐度不會產（chǎn）生影響，但對（duì）錐麵的大（dà）小端尺寸會產生較（jiào）大的影響，通常（cháng）情況下，會使（shǐ）外錐麵的尺寸（cùn）變大，而使內（nèi）錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和（hé）圓弧半徑產（chǎn）生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半（bàn）徑r，。

加工（gōng）內凹圓弧時，會使加工後的（de）圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半（bàn）徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償（cháng）時應注意的（de）事項

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

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所用（yòng）刀具對（duì）應的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏（piān）置補（bǔ）償號對（duì）應。

（3）采用切線切（qiē）入（rù）方式或法線切入（rù）方式建立或（huò）取消刀（dāo）補。對於不便於沿工件（jiàn）輪廓線方向切向或法向切入切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀（dāo）具半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現象（xiàng），在建立（lì）與取消補償時，程序段的（de）起始位置與終點（diǎn）位置最好與補（bǔ）償方向在（zài）同一側。

 （5）在刀具補償模式下（xià），一般不允許存在（zài）連續兩段以上的（de）補償平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過切等危險動作。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）在選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置（zhì）時，要特別注意前置刀架和後置刀架（jià）的區別。