​數控車床加工刀具補（bǔ）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（gé）式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉（zhuǎn）刀指令，前麵的T01表示換1號刀，後麵的01表示使（shǐ）用1號刀具補償。刀具（jù）號（hào）與刀補號可以相同，也可（kě）以（yǐ）不同。

指令格式二： 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（dāo）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意的，換刀點應選在刀具（jù）交換過程中與工件或夾具不發生幹涉的（de）位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通常情況（kuàng）下，這些點選在靠近機床參（cān）考點的位置，或（huò）者取機床的第二參考（kǎo）點來作為換刀點。

二、刀具補償（cháng）功能

1. 刀具（jù）補償功（gōng）能的定義

在數控編程過程中，為使編程工作（zuò）更加方便，通常將數控刀具的刀尖假想成一（yī）個點，該點稱為刀位（wèi）點或刀尖（jiān）點（diǎn）。

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，使實際加工輪廓和（hé）編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係統畫麵上為“刀（dāo）具（jù）補（bǔ）正”）功能。

數控車床的（de）刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半（bàn）徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點（diǎn）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（de）基準點。  數控車刀（dāo）的刀位點。尖形車刀的刀位點（diǎn）通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓（yuán）弧刃的圓（yuán）心；成形刀具的刀位點也（yě）通常（cháng）是指刀尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含（hán）義（yì）

刀（dāo）具偏移是用來（lái）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（kòng）係統規定X軸與Z軸可同（tóng）時實（shí）現刀具偏移。

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

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏（piān）移。

FANUC係統的（de）刀具幾何偏移參數設置，如要進（jìn）行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵（jiàn）[磨耗]即可（kě）進入相應的設置畫麵。

圖（tú）中的代碼“T”指刀沿類（lèi）型，不是（shì）指刀具號，也不是指刀（dāo）補（bǔ）號。

2. 利用刀（dāo）具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操作的（de）定義

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

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵（miàn），記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工（gōng）外圓，記錄（lù）下刀位點的X向機械（xiè）坐標值，停機測量（liàng）工件直徑，計算出主軸中心的（de）機（jī）械坐標值（zhí）。

 3）將X、Z值輸入相應的刀（dāo）具幾何偏移存儲器中。

（3）利用（yòng）刀（dāo）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（dāo）的（de）實質（zhì）就是（shì）利用刀具幾何偏移使工件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀具（jù）偏移的應用（yòng）

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

例：加工外圓表麵時，如（rú）果（guǒ）外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此（cǐ）時隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小（xiǎo）0.2，並用（yòng）原刀具及原程序重新加工（gōng）該（gāi）零件，即可修整該加工誤差。同樣，如（rú）出現Z方向的誤（wù）差，則（zé）其修整辦法相同。

四、刀尖圓（yuán）弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖（jiān）圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由（yóu）於刀（dāo）具產生磨損及精（jīng）加（jiā）工（gōng）的需（xū）要，常（cháng）將（jiāng）車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧（hú），這時的刀位點（diǎn）為刀尖圓弧的圓心（xīn）。

為確保（bǎo）工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而（ér）應與工（gōng）件輪廓偏移（yí）一個半徑值，這種（zhǒng）偏移（yí）稱為（wéi）刀（dāo）尖圓弧半徑補償。圓（yuán）弧形車刀（dāo）的刀（dāo）刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀（dāo）尖圓弧半徑（jìng）

在理想狀態下，我們總是將尖形車刀（dāo）的刀位點假想成一個點，該點即為假想（xiǎng）刀尖（圖中的A點）。

在對刀時（shí）也是以假（jiǎ）想刀（dāo）尖進行對刀。但實際加（jiā）工中的（de）車刀，由於工藝或其他要求，刀尖（jiān）往往不是一個（gè）理想（xiǎng）的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑（jìng）是指車刀刀尖（jiān）圓（yuán）弧所構成的假想圓（yuán）半徑（圖中的r）。實踐（jiàn）中，所有車刀均有大小不等或近似的刀（dāo）尖圓（yuán）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（bàn）徑補償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工（gōng）表麵的尺寸和形狀（zhuàng）影響不大（dà），但在端麵的（de）中心位置和（hé）台階的清角位置會產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵（miàn）時，對圓錐的錐度不（bú）會產生影響，但對（duì）錐麵（miàn）的大（dà）小端尺寸會產生較大的影響，通（tōng）常（cháng）情況（kuàng）下，會使外錐麵的尺寸變大（dà），而（ér）使內錐麵的尺寸變（biàn）小（xiǎo）。

（3）加工圓弧（hú）時，會（huì）對（duì）圓弧（hú）的圓度和圓弧半徑產生（shēng）影響。

加工外（wài）凸圓弧時，會使加工後的（de）圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的（de）圓弧半徑變大

其值=理論輪廓（kuò）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（jù）圓弧半徑補償模式的建立（lì）與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模式下才有效（xiào）。

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

（3）采用切線切入方式或法線切入方（fāng）式（shì）建立或取消刀補。對於不便於沿工件（jiàn）輪廓線方向（xiàng）切向或（huò）法（fǎ）向（xiàng）切入切出時，可根據（jù）情況增加一個過渡圓弧（hú）的（de）輔助程序段。

（4）為了（le）防止在刀（dāo）具半徑（jìng）補償（cháng）建立與取消過程中刀具產（chǎn）生過切現象，在（zài）建（jiàn）立與取消補償時，程序段（duàn）的（de）起始位置與終點位置最（zuì）好與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續兩（liǎng）段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀（dāo）具也（yě）會出現過切等危險動作。補（bǔ）償平麵非移動（dòng）指（zhǐ）令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（duàn）（如（rú）G90、M05）及程（chéng）序（xù）暫停程序段（G04 X10.0）。

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