​數控車床加工刀具補償功能

一、數控車床用刀具的交換（huàn）功能

1. 刀具的交換

指令格式（shì）一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表示換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。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係（xì）統轉刀（dāo）指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號（hào）刀的1號刀沿作為（wéi）刀具補償（cháng）存（cún）儲器。

2. 換刀點

所謂換（huàn）刀點是指刀（dāo）架自動轉位（wèi）時的位置（zhì）。

大部分數控（kòng）車床，其（qí）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（huò）夾（jiá）具不發生幹涉的位置。還有一些機床（chuáng）的換刀點位置是一個固定點（diǎn），通常情況下，這些點選在靠近機床（chuáng）參考點的（de）位置，或者取機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義（yì）

在（zài）數控（kòng）編程過程中，為使編程工作更加方便，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（zì）動改變機（jī）床坐標軸或刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌（guǐ）跡完（wán）全一致的功能，稱為（wéi）刀具（jù）補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也（yě）稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

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

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用（yòng）來補償假定刀具長度（dù）與基（jī）準刀具長度之長度差的功能（néng）。車床數控係統規定X軸（zhóu）與Z軸可同（tóng）時實現刀具偏移（yí）。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具（jù）安裝位置不（bú）同而產（chǎn）生（shēng）的刀具偏移。

刀（dāo）具（jù）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設置（zhì），如要進行刀具磨（mó）損偏移（yí）設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫麵。

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）對刀操作的定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量（liàng）重合於某一理想（xiǎng）基準點（diǎn），這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端（duān）麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手（shǒu）動操作加工外圓（yuán），記錄下刀位（wèi）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（jù）幾何偏移進行對刀操作的實質

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

3. 刀具偏移的（de）應用

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

例（lì）：加工外圓表麵時，如果外圓（yuán）直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具（jù）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（líng）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（zhěng）辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補（bǔ）償（cháng）的定義

在實際加工中，由（yóu）於刀具（jù）產生磨損及精（jīng）加工的（de）需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這（zhè）時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確（què）保（bǎo）工（gōng）件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧（hú）半徑補（bǔ）償。圓弧形車刀的（de）刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與（yǔ）刀尖圓弧半徑

在理想狀態（tài）下，我們（men）總（zǒng）是將尖形車刀的刀位點假想成一（yī）個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其（qí）他要求，刀尖（jiān）往往不是一個（gè）理想的（de）點，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成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓（yuán）弧，假想刀尖在實際加工中是不存在的。

3. 未使（shǐ）用（yòng）刀尖圓弧半（bàn）徑（jìng）補償時（shí）的加工誤差（chà）分析

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

（2）加工圓錐麵時，對圓錐（zhuī）的錐度不（bú）會（huì）產生影響，但（dàn）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（wài）錐麵的（de）尺寸變大，而使內錐麵的尺寸（cùn）變小（xiǎo）。

（3）加工（gōng）圓弧時，會對圓弧（hú）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（yuán）弧半（bàn）徑變小

其值=理論輪廓半（bàn）徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項（xiàng）

（1）刀具圓弧（hú）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（jìng）補償值)由T指令指定。該刀尖（jiān）圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號（hào）對應。

（3）采用切線切入方式或法線切入方（fāng）式（shì）建立或取消刀補。對於不便於沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，可（kě）根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段（duàn）。

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

 （5）在刀具補償模式（shì）下，一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則（zé）刀具（jù）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（chéng）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時，要特別注（zhù）意前置刀架和後置刀架的區別。