​一文搞懂數控車床加工刀具補償功能（néng）

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的（de）交換

指令格式一：T0101；

該指（zhǐ）令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表示換1號刀，後麵的（de）01表示使用1號刀具補償。刀（dāo）具號與刀補號可（kě）以相同，也可以不同（tóng）。

指令（lìng）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號刀沿作為（wéi）刀具補（bǔ）償存儲器。

2. 換刀點（diǎn）

所謂換刀點是指刀架自動（dòng）轉位時（shí）的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應選在刀具（jù）交換過程（chéng）中與工件或夾具不發（fā）生幹涉的位置。還有一（yī）些機床的（de）換刀點位（wèi）置是一個固（gù）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（chuáng）的第二參考點（diǎn）來作為（wéi）換刀點。

二、刀具補償功能（néng）

1. 刀具（jù）補償功能的定義

在數控編程過程（chéng）中，為使編程工作更加方便，通常將（jiāng）數控刀（dāo）具的刀尖假想成一個點（diǎn），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（biàn）機床坐標軸或刀具刀位（wèi）點位置，使實際加工輪廓和編程（chéng）軌跡完全一致的功能，稱為（wéi）刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車（chē）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. 刀位點的概念

所謂刀位點（diǎn）是指編（biān）製程序和加工時，用於（yú）表示刀具特征的點（diǎn），也是對刀和（hé）加工的基準點。  數（shù）控車刀的刀位點。尖形（xíng）車刀（dāo）的刀位點（diǎn）通（tōng）常是指刀（dāo）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（de）刀位點也通（tōng）常（cháng）是指刀尖。

三、刀具偏（piān）移（yí）補償

1. 刀具（jù）偏移的含義

刀具偏移是用來（lái）補償假定刀具長度（dù）與基準刀具長度之長度差的功能。車床數控係統（tǒng）規定X軸與Z軸可同時（shí）實現刀具偏（piān）移（yí）。

刀具幾（jǐ）何偏移（yí）：由於刀具的幾何形狀不同和（hé）刀具安裝位置不同而產生的刀具偏（piān）移。

刀具磨損偏移：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，如要進行刀具磨損偏移設置則隻需按（àn）下軟鍵[磨耗]即可進（jìn）入相（xiàng）應的設（shè）置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不（bú）是指刀補號。

2. 利（lì）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（shǐ）其盡量重合於某一理（lǐ）想基準（zhǔn）點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過（guò）程

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

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件（jiàn）直（zhí）徑，計算出主軸中心的機械坐標值。

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

（3）利用（yòng）刀具幾（jǐ）何偏移進行對刀操作的（de）實（shí）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，可以修整因對刀不正確（què）或刀具磨（mó）損等原因造成的工（gōng）件加工誤差。

例：加工（gōng）外圓表麵時，如果外圓直徑（jìng）比要求的尺寸大了0.2mm，此時（shí）隻需將刀具偏（piān）移存儲器中的（de）X值減（jiǎn）小0.2，並用原刀具（jù）及原（yuán）程序重新加工該零件，即（jí）可（kě）修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四（sì）、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（jì）加工中，由於刀具產生磨（mó）損及精加工的需要，常將車刀的刀尖修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心（xīn）運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應（yīng）與工件（jiàn）輪（lún）廓偏（piān）移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧（hú）形車刀的刀刃（rèn）半徑（jìng）偏移也與（yǔ）其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

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

在對刀（dāo）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（yì）或其他要求，刀尖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（jiān）圓弧所構成的（de）假想圓半（bàn）徑（圖中的r）。實踐中（zhōng），所有車刀均有大（dà）小不等或近似的刀尖圓弧（hú），假想刀尖（jiān）在實際加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補（bǔ）償時的加工誤差分（fèn）析

（1）加工（gōng）台階麵或端麵時，對加工表麵的（de）尺寸和形狀影（yǐng）響不大（dà），但在端麵的中心位置和台階（jiē）的清角位置會產生殘留誤差（chà）

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度（dù）不會產生影響，但（dàn）對錐麵的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（cùn）變（biàn）大，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（jìng）產生（shēng）影響。

加工外凸圓弧時，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（jìng）r，。

加（jiā）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（hú）半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

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

（2）G41／G42不（bú）帶參數，其補（bǔ）償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補（bǔ）償（cháng）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對應。

（3）采（cǎi）用（yòng）切線切（qiē）入方式或法線切入方式（shì）建立或取消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線（xiàn）方向切向或法向切入切出時，可根據情況（kuàng）增加一個過渡（dù）圓弧（hú）的輔助程序段。

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

 （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（bǔ）償平（píng）麵非移動指令通常指僅有（yǒu）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（yuán）弧偏（piān）置方向和刀沿位置時，要特別注（zhù）意前置刀架和後置（zhì）刀架的區別。