一文搞懂數控（kòng）車床加（jiā）工刀具補償功能

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指令格（gé）式一：T0101；

該指令為FANUC係（xì）統轉刀指令，前麵的T01表（biǎo）示換1號刀（dāo），後（hòu）麵的（de）01表（biǎo）示使用1號刀具補償。刀具號與（yǔ）刀補號可以（yǐ）相同，也可以不同。

指令格式二： T04D01；

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

2. 換刀點

所謂換刀點（diǎn）是指刀架自動轉位時的位（wèi）置。

大部分數（shù）控車床，其（qí）換刀點的位置是任意的（de），換刀點應選（xuǎn）在刀具交換過程中（zhōng）與工（gōng）件或夾具不發生幹涉（shè）的位置。還有一些機（jī）床的換刀點位置是一個固定點（diǎn），通常情況（kuàng）下，這些（xiē）點選在靠（kào）近機床參考點（diǎn）的位置（zhì），或者取機床的第二參考點來作為（wéi）換刀（dāo）點。

二（èr）、刀具補償功能（néng）

1. 刀具（jù）補償功能的定（dìng）義

在（zài）數控編程過程中，為使編程工作更加（jiā）方便，通常將數控刀具的刀尖假想成一個點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控機（jī）床根據（jù）刀（dāo）具實際尺寸，自動改變機床坐標軸或刀具刀位點位（wèi）置，使實際加工輪廓和（hé）編程軌（guǐ）跡完全一（yī）致的功能，稱（chēng）為刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖（jiān）圓弧半徑補償

2. 刀位點（diǎn）的概念

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

三、刀具偏移補（bǔ）償（cháng）

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移（yí）是用（yòng）來補償假定刀具長度（dù）與基準刀具長度之長度差的功能。車（chē）床數控係（xì）統規定（dìng）X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安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（xì）統的刀具幾何偏移參數設置，如要（yào）進行刀具磨損（sǔn）偏移（yí）設置則隻需按下（xià）軟鍵[磨（mó）耗]即可進入相應的（de）設置畫（huà）麵。

圖（tú）中的代碼“T”指刀沿類型（xíng），不是指刀具（jù）號（hào），也不是指（zhǐ）刀補號。

2. 利用刀具幾（jǐ）何（hé）偏移進行對刀操作（zuò）

（1）對刀操作的定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量重合於某一理想基準點，這一過程稱為（wéi）對刀。

（2）對刀操作的（de）過程

1）手動操作加工端麵，記（jì）錄下刀位點的Z向機（jī）械坐標值。

2）手動（dòng）操作加工外圓，記錄下刀位（wèi）點的X向機械坐標值（zhí），停（tíng）機（jī）測量（liàng）工件直徑，計算出主軸中（zhōng）心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相（xiàng）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（yòng）刀具幾何偏移進行對刀的（de）實質（zhì）就是利用刀具幾何偏移（yí）使（shǐ）工件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀（dāo）具偏移的應（yīng）用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或刀具（jù）磨損等原因造成（chéng）的（de）工件加工誤差。

例：加工外（wài）圓（yuán）表麵時，如果（guǒ）外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並（bìng）用（yòng）原刀具及（jí）原程序（xù）重新加工該零件，即可修整該（gāi）加工誤差。同樣，如（rú）出（chū）現（xiàn）Z方（fāng）向的誤差，則（zé）其修整辦法相同。

四、刀（dāo）尖圓弧半徑（jìng）補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的（de）定義

在實際加工中（zhōng），由於刀具產生磨損及精（jīng）加工的（de）需（xū）要，常將（jiāng）車刀的刀尖修磨成半徑較小（xiǎo）的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓（yuán）心（xīn）。

為確保工件輪廓形（xíng）狀，加工時不允（yǔn）許刀具（jù）刀尖圓弧（hú）的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱（chēng）為刀尖圓弧半徑（jìng）補償。圓弧形車刀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（gè）點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也（yě）是以（yǐ）假想刀尖進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理想的點，而是一（yī）段圓弧（如（rú）圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀（dāo）尖圓弧所構成的假想（xiǎng）圓半徑（圖（tú）中的r）。實踐（jiàn）中，所有（yǒu）車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀（dāo）尖在實際（jì）加工中是不存在的。

3. 未使用（yòng）刀尖圓弧半徑補（bǔ）償時的加工誤差分析

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

（2）加工（gōng）圓錐麵時，對圓（yuán）錐的錐（zhuī）度（dù）不會產生影（yǐng）響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較（jiào）大的影（yǐng）響，通常情況下，會使外錐麵（miàn）的尺寸變大，而使內錐麵的尺（chǐ）寸變小。

（3）加工圓（yuán）弧時，會對圓弧的圓度（dù）和圓（yuán）弧半徑產生（shēng）影響。

加工（gōng）外凸圓弧時，會使加工後（hòu）的圓（yuán）弧（hú）半徑變小

其值（zhí）=理論輪（lún）廓半（bàn）徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧（hú）時，會使加工後的圓弧半徑變大

其值=理論輪廓（kuò）半徑R+刀尖圓弧半（bàn）徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項（xiàng）

（1）刀具圓弧半徑補償模（mó）式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移（yí）動指令（lìng）模式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所（suǒ）用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償號與（yǔ）刀具偏置補償號對應。

（3）采用（yòng）切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線方（fāng）向切向或法向切（qiē）入切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧（hú）的輔助程序段。

（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，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終點位置（zhì）最好（hǎo）與補（bǔ）償方向（xiàng）在同一側。

 （5）在刀具（jù）補（bǔ）償模式下，一（yī）般不（bú）允許存在連續（xù）兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀具（jù）也（yě）會出現過切（qiē）等危險動作。補償平（píng）麵非移（yí）動指令通常（cháng）指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暫停（tíng）程序（xù）段（G04 X10.0）。

 （6）在選（xuǎn）擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區別。