一（yī）文搞懂數控車（chē）床加工刀具補償功能

一、數控（kòng）車床用刀具的交換功（gōng）能

1. 刀（dāo）具的交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的（de）T01表（biǎo）示換（huàn）1號刀，後麵的01表示使用1號刀（dāo）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係統轉刀指令，T04表（biǎo）示換4號刀（dāo），D01表示（shì）使用4號刀的1號刀沿作（zuò）為刀（dāo）具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀（dāo）點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位（wèi）置（zhì）是任意的，換刀點（diǎn）應選（xuǎn）在刀具交（jiāo）換過程中與工（gōng）件或夾具不發（fā）生幹涉（shè）的位置。還有一些機床（chuáng）的換刀（dāo）點（diǎn）位（wèi）置是一（yī）個固定點，通常情況下，這些點選在靠近機床參考點的位置，或者取機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能（néng）的定義

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

數控機床根據刀具實際尺（chǐ）寸，自動（dòng）改（gǎi）變機床坐標軸或刀具刀位點位置，使實際加（jiā）工輪廓和編程軌跡（jì）完全一致（zhì）的（de）功能，稱為刀（dāo）具補償（係統畫麵上為“刀（dāo）具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為（wéi）：

刀具偏（piān）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（xù）和加（jiā）工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀（dāo）和（hé）加工的基準點。  數（shù）控車刀的刀位點（diǎn）。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車（chē）刀的（de）刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的（de）刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償（cháng）

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用來（lái）補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差（chà）的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可同（tóng）時實現刀具偏（piān）移。

刀具幾何偏移：由於（yú）刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產生的刀具（jù）偏移。

刀具磨損（sǔn）偏移（yí）：由（yóu）刀具刀尖（jiān）的磨損產生（shēng）的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數設置，如（rú）要進（jìn）行刀具磨損偏（piān）移設置（zhì）則隻需按下（xià）軟鍵（jiàn）[磨（mó）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（bǎ）刀的刀位點，使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（guò）程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐（zuò）標值。

2）手動操作加工外（wài）圓，記錄下刀位點（diǎn）的X向機械坐（zuò）標值，停機測（cè）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中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操（cāo）作的實質

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

3. 刀具偏移的（de）應用

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

例：加（jiā）工外圓表麵時，如果外圓（yuán）直徑比要（yào）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，並用原刀具（jù）及原（yuán）程（chéng）序重新加工該零件，即可修整該加（jiā）工誤（wù）差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓（yuán）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（zhōng），由（yóu）於刀具產生磨損及精加（jiā）工的需要，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（wéi）刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加（jiā）工時不允（yǔn）許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被（bèi）加工工（gōng）件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種（zhǒng）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. 假想刀尖與刀（dāo）尖圓弧半徑

在理想（xiǎng）狀（zhuàng）態下，我們總（zǒng）是將尖形車刀的刀位點（diǎn）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（jì）加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理想的點，而是（shì）一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓（yuán）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弧，假想刀尖在實際（jì）加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補（bǔ）償（cháng）時的加工誤差（chà）分析

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

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不（bú）會產生（shēng）影響，但（dàn）對錐麵的大小端（duān）尺寸會產生較大的影（yǐng）響，通常情況下，會使外錐麵的尺寸變（biàn）大（dà），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（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（lǐ）論輪廓（kuò）半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加（jiā）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（háng）刀具半徑補償時應注意的事（shì）項

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

（2）G41／G42不帶參數，其補（bǔ）償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值（zhí）)由T指令指定。該（gāi）刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號對應。

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

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

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續兩段（duàn）以上的（de）補償（cháng）平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過切等危（wēi）險動作。補償平麵（miàn）非移動指令（lìng）通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暫（zàn）停程（chéng）序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇（zé）刀尖圓弧偏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（qū）別。