一文（wén）搞懂數控（kòng）車床加工刀具補（bǔ）償功能

一、數控車床用刀具的（de）交換功能

1. 刀具的交換

指令（lìng）格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令（lìng），前（qián）麵的T01表示換1號刀，後麵的01表（biǎo）示使用1號刀具補（bǔ）償。刀具號與刀補號可（kě）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（huàn）4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀沿作（zuò）為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所（suǒ）謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換（huàn）刀（dāo）點應選（xuǎn）在刀具交換過程中與工（gōng）件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀（dāo）點位置是一個固（gù）定（dìng）點，通常情況下，這（zhè）些（xiē）點選在靠（kào）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. 刀具補償功能的定義

在數控編程過程中，為（wéi）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尖點。

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

數控車床的刀具補償（cháng）分（fèn）為：

刀具偏移（也稱（chēng）為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的（de）概念

所謂刀位點是指（zhǐ）編（biān）製程序和加工時，用於表（biǎo）示刀（dāo）具（jù）特（tè）征的點（diǎn），也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀（dāo）位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三（sān）、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

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

刀具（jù）幾何偏移：由於刀具的幾何形狀（zhuàng）不同和刀具（jù）安裝位置不同而產生的刀具偏移（yí）。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨（mó）損產（chǎn）生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾（jǐ）何偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏移設置（zhì）則隻需按（àn）下軟鍵[磨耗]即可進入（rù）相應的設置畫（huà）麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀（dāo）具號（hào），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（dāo）的刀（dāo）位點，使（shǐ）其盡量重合於某一理想基準點，這（zhè）一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手（shǒu）動操作加工（gōng）端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標（biāo）值。

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

 3）將X、Z值輸入相應（yīng）的刀具幾何（hé）偏移存儲器（qì）中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作（zuò）的實質

利用刀具（jù）幾何偏移進（jìn）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. 刀具偏移的應用

利用刀具偏移功能，可以修整因（yīn）對刀不（bú）正確（què）或刀具磨（mó）損等原因造成的工件加工誤差。

例（lì）：加工外圓表麵時（shí），如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻（zhī）需將刀具偏移（yí）存儲器中（zhōng）的X值減小0.2，並（bìng）用原刀具及原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（xiàng）的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工（gōng）中，由於刀具產生磨損及精加（jiā）工的（de）需要，常（cháng）將車刀的刀（dāo）尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀（dāo）位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形（xíng）狀，加工時不允（yǔn）許刀（dāo）具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合（hé），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）半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀（dāo）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（yī）個點，該點即為假想（xiǎng）刀尖（圖中的A點）。

在對（duì）刀（dāo）時也是以假（jiǎ）想刀尖（jiān）進行對刀。但實際加（jiā）工中的車刀，由（yóu）於（yú）工（gōng）藝或其他要求，刀尖往往不是（shì）一個理想的點，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（jiān）圓弧所構（gòu）成的假想圓半徑（圖中（zhōng）的r）。實踐中，所（suǒ）有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中（zhōng）是不存在（zài）的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析

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

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐麵的大小端尺（chǐ）寸會產生較大的（de）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（yuán）弧時，會對（duì）圓弧的圓度和圓弧半徑產生（shēng）影響。

加（jiā）工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半（bàn）徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工（gōng）內凹（āo）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（yuán）弧半徑r，。

4. 進行刀（dāo）具半徑補償時應注意的事項

（1）刀（dāo）具（jù）圓弧半徑補償模式的建立與取消程序段隻能（néng）在G00或（huò）G01移動（dòng）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（de）刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖圓（yuán）弧半徑補償號與刀具（jù）偏置補償號對應。

（3）采（cǎi）用（yòng）切線切入方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（xiàng）切向或法向（xiàng）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）為了防止在刀具半徑補償建立與取消過程（chéng）中刀（dāo）具產生過切現象，在建（jiàn）立與取消補（bǔ）償時，程序段的起始位置與終點位置最好（hǎo）與（yǔ）補償（cháng）方（fāng）向在同（tóng）一側。

 （5）在（zài）刀（dāo）具補償模式下，一（yī）般不允許存在連續兩段以上的補償平麵（miàn）內非移動指令（lìng），否則刀（dāo）具也會出現過切等危險（xiǎn）動作。補償平麵非移動指令通常（cháng）指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暫停（tíng）程序（xù）段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀（dāo）尖（jiān）圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注意（yì）前置刀（dāo）架和後置刀（dāo）架的區（qū）別。