​一文搞懂數控車床加工刀具補償功（gōng）能（néng）

一、數控車床用（yòng）刀具的交換功能（néng）

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T01表示換1號刀，後麵的（de）01表示使用1號刀具補償。刀具（jù）號與刀補號可以相同，也（yě）可以不同。

指令格式（shì）二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀（dāo），D01表示使用4號刀的1號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所（suǒ）謂換（huàn）刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分（fèn）數控車床，其換刀點的（de）位置是任意的，換刀點應選在刀具交換過程中與工件或（huò）夾具不發生幹涉的位（wèi）置（zhì）。還有一（yī）些機（jī）床（chuáng）的換刀點（diǎn）位置是（shì）一個固定點，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（zuò）為換刀點。

二、刀具補償（cháng）功能

1. 刀具補償功能的定義（yì）

在數控編程（chéng）過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控刀具（jù）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，自動改變機床坐標軸或刀具刀位點位置，使實際加工輪（lún）廓和編（biān）程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係（xì）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）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指（zhǐ）編製（zhì）程序和加工時，用於表（biǎo）示刀具特（tè）征的點（diǎn），也是（shì）對刀和加工的基準點。  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；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀（dāo）具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀（dāo）具偏移補償

1. 刀具（jù）偏移的含義

刀具偏移（yí）是用來補償假定刀具長度與基準刀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（shí）現刀（dāo）具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安（ān）裝位置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（tǒng）的刀具幾何（hé）偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏（piān）移設置則隻需按下軟鍵[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（dāo）具幾何偏移進行對刀操作

（1）對（duì）刀（dāo）操作的定義

調整（zhěng）每把刀的刀位（wèi）點，使其盡量重合於某一（yī）理想基準點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操（cāo）作加（jiā）工端麵（miàn），記（jì）錄下刀位點（diǎn）的Z向機械坐標值（zhí）。

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（chū）主軸中心（xīn）的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入（rù）相應的刀具幾何（hé）偏移（yí）存儲器中。

（3）利用刀具幾何（hé）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（lì）用刀具幾何偏移使工件坐標係原點與機床原點（diǎn）重合（hé）。

3. 刀具偏移的應用

利用刀（dāo）具偏（piān）移功能（néng），可以修整因對（duì）刀不正確或刀具磨損（sǔn）等原（yuán）因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果外圓直徑比要求（qiú）的尺寸大了0.2mm，此時隻（zhī）需將（jiāng）刀（dāo）具偏移（yí）存儲器（qì）中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件（jiàn），即可修（xiū）整該加工誤差。同樣（yàng），如出現Z方向的誤（wù）差，則其修整辦法（fǎ）相同。

四、刀尖圓弧（hú）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（zhōng），由於刀具產（chǎn）生磨（mó）損及精（jīng）加工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時（shí）的刀位點為（wéi）刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允許（xǔ）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（ér）應與工件輪廓偏移一個（gè）半徑值，這種偏移（yí）稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀（dāo）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，我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一個點（diǎn），該（gāi）點即為假想刀尖（圖中的（de）A點）。

在對刀時也（yě）是以假想刀（dāo）尖（jiān）進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其（qí）他要求，刀尖往往不是一個理（lǐ）想的點，而是一段圓（yuán）弧（hú）（如圖中的（de）BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧（hú）半徑是指車刀刀尖圓弧所（suǒ）構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所（suǒ）有車（chē）刀（dāo）均有大小不等（děng）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（yuán）弧半徑補（bǔ）償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵（miàn）時（shí），對加工表麵的尺寸和形（xíng）狀影響不大，但在端麵的中心（xīn）位（wèi）置和台階的清角位置會產生殘留誤差

（2）加工（gōng）圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生影響（xiǎng），但（dàn）對錐麵的大小端尺寸（cùn）會產生較大的影響，通常情況（kuàng）下（xià），會使外錐麵的尺寸變大，而（ér）使內（nèi）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生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值（zhí）=理（lǐ）論輪（lún）廓半徑（jìng）R–刀尖（jiān）圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會（huì）使（shǐ）加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. 進行刀具半徑補（bǔ）償時應注意（yì）的（de）事項

（1）刀具圓弧半（bàn）徑補（bǔ）償模式（shì）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，其補償號(代表所用刀具（jù）對（duì）應（yīng）的刀尖半徑補償值)由T指令指定（dìng）。該刀尖圓弧（hú）半徑補（bǔ）償號與刀具偏置補償號對應。

（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（gōng）件輪廓線方向切（qiē）向或法向切入切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧的（de）輔（fǔ）助程序（xù）段。

（4）為了防止（zhǐ）在刀具半徑補償建立（lì）與取消過程中刀具產（chǎn）生過切現象，在建立與取消補償時，程序段的起（qǐ）始（shǐ）位置與終點（diǎn）位置最好與補償方向在（zài）同一側。

 （5）在刀（dāo）具（jù）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（xiǎn）動作。補償平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和（hé）刀沿位置時，要特別注意前（qián）置刀架和後置刀（dāo）架的區別。