​一文搞懂數控（kòng）車床加工刀具（jù）補償功能

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具（jù）的（de）交換

指令格式一：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（cháng）。刀具號與（yǔ）刀補號可以相同，也可以不同。

指令（lìng）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號刀的1號（hào）刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控（kòng）車床，其換刀點的位置是任（rèn）意的，換刀點應選在（zài）刀具交（jiāo）換過程中與工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（gè）固定點，通常情況下，這些點（diǎn）選在靠近機床參考點的位置，或者取機床的第二參考（kǎo）點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的（de）定義

在數控（kòng）編程過程中，為使編（biān）程工作更加方便，通（tōng）常將數控刀具的刀尖假想成一個點，該點稱為（wéi）刀位點或刀尖點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自動改變（biàn）機床坐標軸（zhóu）或刀具刀位（wèi）點位置，使實際加工輪廓和編（biān）程軌跡完全（quán）一（yī）致的功能（néng），稱為（wéi）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（wéi）：

刀（dāo）具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位（wèi）點（diǎn）的概念

所謂刀（dāo）位點是指編（biān）製程（chéng）序和加工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀和加（jiā）工的基準點（diǎn）。  數（shù）控車刀的刀位（wèi）點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的（de）刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形（xíng）刀具的刀位（wèi）點也通常是指刀尖（jiān）。

三、刀（dāo）具（jù）偏移補償

1. 刀（dāo）具偏移的（de）含義

刀（dāo）具偏移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（tǒng）規（guī）定X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的（de）幾何形狀不（bú）同和刀具安裝位置（zhì）不同而產生的刀具偏移。

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（jǐ）何偏移參數設置，如（rú）要進行刀具磨損偏移設置則隻需（xū）按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫麵。

圖中的（de）代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是（shì）指刀補號。

2. 利用刀具幾（jǐ）何偏移進行（háng）對刀操（cāo）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點，這（zhè）一過程稱為對刀。

（2）對刀操作（zuò）的過程

1）手動操作（zuò）加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標（biāo）值。

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

 3）將X、Z值輸入（rù）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作的實質

利用刀具幾何偏移進行對刀的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（diǎn）重合。

3. 刀具偏移的應用

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

例：加工外（wài）圓表麵時，如果外圓直徑比要（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（zhí）減小0.2，並用原刀具及（jí）原程序重新加工（gōng）該零件，即可（kě）修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差（chà），則其修整辦法（fǎ）相同。

四、刀尖圓弧半徑（jìng）補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補（bǔ）償的定義

在（zài）實際加工中，由（yóu）於刀具產生（shēng）磨損及精加工的需要，常將車刀的（de）刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀（dāo）尖圓（yuán）弧的圓心。

為確保（bǎo）工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧（hú）的圓心運動軌跡（jì）與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移（yí）一（yī）個半（bàn）徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧（hú）形車刀的刀（dāo）刃半徑偏移（yí）也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在（zài）理想狀態下，我們總是將尖形車刀的刀位（wèi）點假想成一（yī）個點，該點（diǎn）即（jí）為假想刀尖（圖中的A點）。

在（zài）對刀時也（yě）是以假（jiǎ）想刀（dāo）尖進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀（dāo）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（zhǐ）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，假想刀尖在實際加工中是不存在的。

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

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀（zhuàng）影響不大，但在端（duān）麵的中心位置和台階的（de）清角位置（zhì）會（huì）產生殘留（liú）誤差

（2）加工圓錐（zhuī）麵時，對圓錐的錐度不會產生影（yǐng）響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的尺寸變小（xiǎo）。

（3）加工圓弧時，會對（duì）圓弧的圓度和圓弧（hú）半徑產生影響。

加工（gōng）外凸（tū）圓弧（hú）時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹（āo）圓弧時（shí），會使加工後的圓弧半（bàn）徑變大

其值=理論（lùn）輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進（jìn）行（háng）刀具半（bàn）徑補償時（shí）應注意的事項

（1）刀（dāo）具（jù）圓弧半徑（jìng）補（bǔ）償模式的建立與取消程序（xù）段（duàn）隻（zhī）能在G00或G01移（yí）動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補（bǔ）償（cháng）號(代（dài）表所（suǒ）用刀具對應的刀（dāo）尖半徑補償（cháng）值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號對應。

（3）采用切線（xiàn）切入方式或法線切入方式建立或取消刀補。對（duì）於不便於沿工件輪廓線方向切向或法向切入切（qiē）出時，可（kě）根據情（qíng）況增加一個過渡圓弧的輔助程（chéng）序段。

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

 （5）在刀具（jù）補償模式下，一般（bān）不允許存在連（lián）續兩段以上的補償平麵內非移動（dòng）指（zhǐ）令，否則刀具也會出現過（guò）切等危險動作。補（bǔ）償平（píng）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）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧偏置方向（xiàng）和刀沿（yán）位置時，要特別注意前置刀架（jià）和後置刀架的區別。