​數控車（chē）床加工刀具補償功能

一、數控車床（chuáng）用刀具的交換功能

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，後麵的01表示使用（yòng）1號刀具補償。刀具號與刀補號（hào）可以相同，也可以不同。

指（zhǐ）令格式二（èr）： T04D01；

該指令為（wéi）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（dāo）沿作為（wéi）刀具（jù）補償存儲器。

2. 換（huàn）刀點

所謂換刀點是指（zhǐ）刀架（jià）自動轉位時的位置。

大（dà）部分數控車（chē）床，其換刀點的位置是任意的，換刀（dāo）點（diǎn）應選（xuǎn）在刀具交換過（guò）程中與工（gōng）件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機（jī）床的換刀點位置是一個固定點，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點來作為換刀點。

二、刀具補償（cháng）功能

1. 刀具補償功能（néng）的定義

在數控編程（chéng）過程中，為使編程工作（zuò）更加方便，通常將數控刀具的刀（dāo）尖假想成一個點，該點稱為刀（dāo）位點或刀尖點。

數控機（jī）床根據刀具實際尺寸，自動改變機床坐標（biāo）軸或刀具刀位點位置，使實際（jì）加工（gōng）輪（lún）廓（kuò）和（hé）編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係統畫麵上為（wéi）“刀具補正（zhèng）”）功能。

數控車床的（de）刀具（jù）補（bǔ）償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度（dù）補償）

刀尖圓弧半（bàn）徑補（bǔ）償

2. 刀（dāo）位點的概念

所謂刀位點是指編製程序和加工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位點（diǎn）。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的（de）刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也（yě）通常是指刀（dāo）尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀具偏移是用來補償假定（dìng）刀具長（zhǎng）度（dù）與基（jī）準刀具長度之長度差的功能。車床數（shù）控係統規定X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

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

刀具磨損偏移：由刀（dāo）具刀尖的磨損產生（shēng）的刀具偏移。

FANUC係（xì）統的刀具幾何偏移參數設置，如要進行刀具磨損（sǔn）偏移設置則隻需按（àn）下軟鍵[磨耗]即可（kě）進入相應的設置畫麵。

圖中（zhōng）的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是指刀補號（hào）。

2. 利用刀具幾何（hé）偏移進行對刀操作（zuò）

（1）對刀操作的定義

調整每把刀的（de）刀位點，使其盡量重合於某一（yī）理想基準點，這一（yī）過程稱（chēng）為對刀。

（2）對刀（dāo）操作的（de）過程

1）手動操作（zuò）加（jiā）工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

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

 3）將X、Z值（zhí）輸入相（xiàng）應的刀具幾何偏移存儲器（qì）中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實（shí）質（zhì）

利用刀（dāo）具幾何偏移進行對刀的實質就是利用（yòng）刀具幾何偏移使工件（jiàn）坐標（biāo）係原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用刀具（jù）偏移（yí）功（gōng）能（néng），可（kě）以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（chà）。

例：加工外圓表麵（miàn）時，如果外（wài）圓直徑比要求的尺寸大（dà）了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器（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，即可修整該加（jiā）工誤差。同（tóng）樣（yàng），如出現Z方向的誤差，則其修整（zhěng）辦法相同。

四、刀（dāo）尖圓（yuán）弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義（yì）

在實際加工中，由於刀具（jù）產生磨損及（jí）精加工的需要，常將（jiāng）車刀的刀尖修（xiū）磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀（dāo）尖圓弧的圓心。

為（wéi）確保工（gōng）件輪廓形狀，加工時不允（yǔn）許（xǔ）刀（dāo）具刀尖圓（yuán）弧的圓心運動（dòng）軌跡與被加工工件（jiàn）輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一（yī）個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀刃（rèn）半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理想（xiǎng）狀態下，我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（shì）以假想刀尖進行對刀（dāo）。但實際加工中的車刀（dāo），由於（yú）工藝或其（qí）他要（yào）求，刀尖往往不是一個理想的點，而是一段圓弧（如圖（tú）中的BC圓弧）。

所（suǒ）謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓（yuán）弧所構成的假想圓半徑（圖中的（de）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（bú）存在的。

3. 未使用刀（dāo）尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加（jiā）工表（biǎo）麵的尺寸和形狀影響不大，但在（zài）端麵的中心位置和台階的清角位置會產生殘（cán）留誤差

（2）加（jiā）工圓錐麵（miàn）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（xiǎng），通常情況（kuàng）下，會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加工（gōng）圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產生影（yǐng）響。

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理（lǐ）論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會（huì）使（shǐ）加工後的圓（yuán）弧半徑變大

其值（zhí）=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補（bǔ）償模式的建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不帶參數，其（qí）補償號(代表所用刀具對應的（de）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補償號對應。

（3）采用切線切入方式（shì）或法線切入方式（shì）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（jù）情況增加一個過（guò）渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止（zhǐ）在刀具半徑補償建立與取消過程中刀具（jù）產生過切現象，在建（jiàn）立與（yǔ）取消補償時，程序段的起始位置與終點位置最好與補償（cháng）方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許（xǔ）存在（zài）連續兩段以（yǐ）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）償平麵非移動（dòng）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刀沿位（wèi）置時，要（yào）特（tè）別注意前置（zhì）刀（dāo）架和後置刀架的區別。