​數控車床加工刀具補（bǔ）償功能

一、數控車床用刀具的交（jiāo）換功能

1. 刀具的交換

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（dāo），後麵的01表示使（shǐ）用1號刀具補償。刀（dāo）具號與刀補（bǔ）號可（kě）以（yǐ）相同，也可以不同。

指令格式二（èr）： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令（lìng），T04表（biǎo）示換4號刀，D01表示使用4號刀的（de）1號刀沿作（zuò）為（wéi）刀具補（bǔ）償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動轉（zhuǎn）位時的位置。

大部（bù）分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應選在（zài）刀具交換過程中與（yǔ）工件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通（tōng）常情況下，這些點選在靠近機床參（cān）考點的位置，或者取（qǔ）機床的第二參考點來作為換刀（dāo）點。

二、刀具補償（cháng）功能

1. 刀具補（bǔ）償功能的定義

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（de）刀尖假想成一個點，該點稱（chēng）為刀位點或刀尖點。

數控機床（chuáng）根據刀具實際尺寸，自動改變機床坐（zuò）標軸（zhóu）或刀具刀位點位置，使實際加（jiā）工輪廓和編程軌跡完全一致的功能，稱（chēng）為刀具補償（係統畫（huà）麵上為“刀（dāo）具補正”）功（gōng）能（néng）。

數控車床的刀具補償分為：

刀具（jù）偏移（也稱為刀具長（zhǎng）度補償）

刀（dāo）尖（jiān）圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指編製程（chéng）序和（hé）加工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準點（diǎn）。  數控車（chē）刀的刀位點。尖（jiān）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；成形刀具（jù）的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具（jù）偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是（shì）用來補償假定刀具長（zhǎng）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不同和刀具（jù）安裝位置不同而產生的（de）刀具偏移（yí）。

刀具磨損偏移：由刀具（jù）刀尖的磨損產生的刀（dāo）具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏（piān）移參（cān）數設置，如要（yào）進行刀具（jù）磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨耗（hào）]即可進入相（xiàng）應的設置畫麵（miàn）。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是（shì）指刀補號。

2. 利（lì）用刀具幾何（hé）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，使其盡量重合於某一理想基（jī）準點，這一過程稱為（wéi）對刀（dāo）。

（2）對刀（dāo）操作的過程（chéng）

1）手動操作加工端麵，記（jì）錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外（wài）圓，記錄下刀位（wèi）點的X向機械坐標值，停機測量（liàng）工件直（zhí）徑，計（jì）算出主（zhǔ）軸中心（xīn）的機（jī）械坐標值（zhí）。

 3）將X、Z值輸入相應的刀具幾（jǐ）何偏移（yí）存（cún）儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移（yí）進行（háng）對刀操作的實質

利用刀具幾何偏移進（jìn）行對刀的實質就是利用刀具幾何偏移使工件（jiàn）坐標係原點與機（jī）床原點重合。

3. 刀具偏移（yí）的應用

利用刀具偏移功能，可以修整（zhěng）因對刀不正確或（huò）刀具磨損等原因（yīn）造成的（de）工件加工誤差。

例（lì）：加工外圓表麵時，如果外圓直（zhí）徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具（jù）偏（piān）移存儲器中的X值（zhí）減小0.2，並用原刀具及原（yuán）程序重新加工（gōng）該零件，即可修整該（gāi）加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖（jiān）圓（yuán）弧半徑補（bǔ）償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實（shí）際加工中（zhōng），由於刀具產生磨損及精加工的需（xū）要，常將車刀（dāo）的刀尖修（xiū）磨成半徑較（jiào）小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心（xīn）。

為確保（bǎo）工件輪廓形（xíng）狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被（bèi）加工工件輪廓重合，而應與（yǔ）工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移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（dāo）尖與刀尖圓弧半徑

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

在對刀時也是以假（jiǎ）想刀尖（jiān）進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其他要求（qiú），刀尖往（wǎng）往不是一個理想的（de）點，而是一（yī）段圓（yuán）弧（如圖中的（de）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，所有車刀（dāo）均有大（dà）小不等或近似的刀尖（jiān）圓弧，假想刀（dāo）尖在實際加工（gōng）中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的（de）加工誤（wù）差分析

（1）加工台階（jiē）麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但（dàn）在端麵的中心位置和台階的清角位置會產生殘留誤差

（2）加工圓（yuán）錐麵時，對圓錐的錐（zhuī）度不會產生（shēng）影響，但對錐（zhuī）麵的大小端（duān）尺寸會（huì）產生較大（dà）的影響，通（tōng）常情況下（xià），會使（shǐ）外錐（zhuī）麵的（de）尺寸（cùn）變（biàn）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（yuán）度和圓弧（hú）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（biàn）小

其值=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（gōng）後的圓弧半徑變大

其值（zhí）=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具（jù）半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑（jìng）補償模式的建立與取消（xiāo）程（chéng）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(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令（lìng）指（zhǐ）定。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏（piān）置補償號對應。

（3）采用切線切入方式或法（fǎ）線切入方式（shì）建立或取（qǔ）消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線方向切向（xiàng）或法向切入切出時，可根據情況增加一個（gè）過渡圓弧的輔（fǔ）助程序段。

（4）為了防止在刀具半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現象，在建立（lì）與取消補償時，程序（xù）段的起始位置與（yǔ）終（zhōng）點位置最好與補償方向在同一側（cè）。

 （5）在刀具補（bǔ）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（qiē）等危險動作。補償平麵（miàn）非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的（de）程序段（如G90、M05）及程序暫停（tíng）程序段（duàn）（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧偏（piān）置方向（xiàng）和刀沿位置（zhì）時（shí），要特（tè）別注（zhù）意前置刀架和後置刀架的區別。