​一文搞（gǎo）懂數控車床加工刀（dāo）具補償功能（néng）

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀（dāo）具的交換

指令（lìng）格式一：T0101；

該指（zhǐ）令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表示換1號刀，後麵（miàn）的01表（biǎo）示使用1號刀具補償。刀具（jù）號（hào）與刀補號可以相同（tóng），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（dāo）的1號刀沿作為刀具補償存（cún）儲器（qì）。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動轉（zhuǎn）位時的位置。

大部分數控車床，其換（huàn）刀點的（de）位置是任（rèn）意的，換刀點應選在刀具交換過程中（zhōng）與工件或夾具不發生幹涉的位置。還有（yǒu）一些機（jī）床的（de）換（huàn）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（wèi）置，或者取機床的第二參（cān）考（kǎo）點來作為換刀點。

二、刀具補（bǔ）償功能

1. 刀具補償功能的（de）定（dìng）義

在數控編程過程中，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尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自動改變機床（chuáng）坐標軸或（huò）刀具刀位點位置（zhì），使實際加（jiā）工輪廓和編程（chéng）軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（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（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補（bǔ）償

2. 刀位點的（de）概念

所謂刀位點是指編製程序和（hé）加工時，用於表示（shì）刀具（jù）特征的點，也是對（duì）刀和（hé）加工的基準（zhǔn）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）；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心（xīn）；成形刀（dāo）具的刀位點也（yě）通常是指刀尖。

三、刀具（jù）偏移補償

1. 刀具偏移的含義（yì）

刀具偏移（yí）是用來補償假定刀具長度與基準刀具長（zhǎng）度之長度差的功能。車床（chuáng）數控係統規定X軸（zhóu）與Z軸可同時實（shí）現刀具偏移。

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

刀具磨損（sǔn）偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具（jù）幾何（hé）偏移參數（shù）設置（zhì），如要進行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即（jí）可進入相應的設置畫麵。

圖中的代（dài）碼“T”指刀沿類型，不（bú）是指刀具號，也不是指刀補（bǔ）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（de）刀（dāo）位點，使其盡量重合於某一理想基準點，這一（yī）過程稱為對刀。

（2）對（duì）刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操（cāo）作加工（gōng）外圓，記錄下刀位點的X向（xiàng）機械坐標值，停機測量（liàng）工件直徑，計算出主軸中心的機械（xiè）坐標值。

 3）將（jiāng）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（duì）刀操作的實質

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

3. 刀具偏移（yí）的應用

利（lì）用刀（dāo）具偏移（yí）功能（néng），可以修整因對刀（dāo）不正確或刀具（jù）磨損等原因（yīn）造成的工件加工誤差。

例：加工外圓（yuán）表（biǎo）麵時（shí），如果外圓直徑（jìng）比（bǐ）要（yào）求的尺寸大了（le）0.2mm，此時隻需將刀具偏（piān）移存（cún）儲器中的X值減小0.2，並用原刀（dāo）具及原程（chéng）序（xù）重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤（wù）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，由於刀具產生磨損及精加工的（de）需要，常將車刀的（de）刀尖修磨成半徑（jìng）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心運動軌跡與被加（jiā）工工件輪廓重合，而應與工件輪廓（kuò）偏移一（yī）個半徑值，這種偏移稱為（wéi）刀尖圓弧半徑補償（cháng）。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理想狀態下，我們總（zǒng）是（shì）將尖形車（chē）刀的刀位點假想成一個點，該點（diǎn）即為（wéi）假想刀尖（圖中的（de）A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進行（háng）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，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（chē）刀均有大小不等或（huò）近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中是不存（cún）在的。

3. 未使（shǐ）用刀尖圓弧半徑補償（cháng）時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表（biǎo）麵（miàn）的尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位（wèi）置（zhì）和（hé）台階的清角位置（zhì）會產生殘留（liú）誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產（chǎn）生影響，但對錐麵的（de）大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（ér）使內錐麵的尺寸變小（xiǎo）。

（3）加工圓弧時（shí），會對圓弧的圓（yuán）度和圓弧半徑產生影響。

加工外凸（tū）圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值（zhí）=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧（hú）半徑變大

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（chéng）序段隻能在G00或G01移動指令模式下（xià）才有（yǒu）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)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置（zhì）補償號對應。

（3）采用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（kuò）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（wéi）了防止在（zài）刀（dāo）具半徑補償建立與（yǔ）取消過程中刀（dāo）具產生過切現象，在建立與（yǔ）取消補償時，程序段（duàn）的起始位置（zhì）與終點位置最好與補償方向在同（tóng）一側。

 （5）在刀具補償模式下，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（zhǐ）僅（jǐn）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（xuǎn）擇刀尖圓弧偏置方（fāng）向和刀沿位置時，要（yào）特別注意（yì）前置刀架和後置刀架的區別。