​一文搞懂數控車床（chuáng）加工刀具補償功（gōng）能

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的（de）交換

指（zhǐ）令格式一：T0101；

該指令為FANUC係（xì）統轉刀指令，前麵（miàn）的T01表示換1號刀，後麵的01表示使用1號刀具補償。刀具號（hào）與刀補號可（kě）以相同，也可以不同。

指令（lìng）格式二： 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號刀的1號刀沿作為刀具補（bǔ）償（cháng）存儲（chǔ）器。

2. 換刀點（diǎn）

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換（huàn）刀點的位置（zhì）是任意的，換刀點應選在刀具交換過程（chéng）中與工件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的（de）換刀點（diǎn）位置是一個固定點，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為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補（bǔ）償功能（néng）的定（dìng）義

在數控編程過程中，為使編程工作更加（jiā）方便，通常將數（shù）控（kòng）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（chuáng）根據刀具實際尺寸，自（zì）動改變機床坐標軸或刀（dāo）具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌跡完全一致（zhì）的功能，稱為刀具（jù）補償（係統畫（huà）麵上為“刀具補正（zhèng）”）功能（néng）。

數控車床的刀具補償分（fèn）為：

刀具偏移（也稱（chēng）為刀具長度補（bǔ）償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位（wèi）點的概念

所謂刀位點是指編製（zhì）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。尖形（xíng）車刀（dāo）的刀位點通常（cháng）是指刀具（jù）的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移（yí）是用來（lái）補償假定（dìng）刀（dāo）具長（zhǎng）度與基（jī）準刀具長度之（zhī）長度差的功能。車床數控係統（tǒng）規定X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

刀具幾何（hé）偏（piān）移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置（zhì）不同而產生的刀具偏移。

刀具磨損偏（piān）移：由刀具（jù）刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀（dāo）具幾（jǐ）何偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏移設置（zhì）則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫麵。

圖中的代（dài）碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（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理（lǐ）想基準點，這一過程稱為對（duì）刀。

（2）對刀（dāo）操作的過程

1）手動操作（zuò）加工端（duān）麵，記錄下刀位點的（de）Z向機械坐標值（zhí）。

2）手（shǒu）動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐（zuò）標（biāo）值，停（tíng）機測量工件直徑（jìng），計算出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相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（zuò）的實質

利用刀具幾何偏移進行對刀的實質（zhì）就是利用刀具幾何偏移使工（gōng）件坐標係（xì）原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或刀具磨損等（děng）原因造成的工件加（jiā）工誤差。

例：加工外（wài）圓表麵（miàn）時，如果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，並用原刀（dāo）具及原程序重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半（bàn）徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀（dāo）尖圓弧半徑補償的定（dìng）義

在實際加工中，由於刀具產（chǎn）生磨損及精加工（gōng）的需要，常將車刀（dāo）的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這（zhè）時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不（bú）允許刀（dāo）具刀尖圓弧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（yī）個半徑（jìng）值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓（yuán）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（zài）理想狀（zhuàng）態下，我們總是（shì）將尖（jiān）形車刀的刀位（wèi）點假（jiǎ）想成一個點，該點即為（wéi）假想刀尖（圖中的A點）。

在（zài）對刀時也是以假想刀尖進行對刀。但實（shí）際加工中的車刀，由於工藝或其他要求（qiú），刀尖（jiān）往往不是一個理想的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧（hú））。

所謂（wèi）刀尖圓（yuán）弧半徑是指車刀刀尖圓弧所（suǒ）構成的（de）假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所（suǒ）有車刀均有大（dà）小不等或（huò）近似的刀尖（jiān）圓弧，假想刀（dāo）尖在實（shí）際加工中是不存在的。

3. 未使用（yòng）刀尖圓弧半徑補償（cháng）時的加工誤差分析

（1）加工台階麵（miàn）或端麵時（shí），對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但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（jiā）工圓（yuán）錐麵時，對圓錐的錐度不會產（chǎn）生影響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵（miàn）的尺寸變大，而使內錐麵的尺寸變（biàn）小（xiǎo）。

（3）加工圓弧時，會對圓（yuán）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（biàn）小

其（qí）值=理論（lùn）輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加（jiā）工後的圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半（bàn）徑R+刀尖圓弧半徑（jìng）r，。

4. 進行刀具（jù）半徑補償時應注意（yì）的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取（qǔ）消程序（xù）段隻能（néng）在G00或G01移（yí）動指令（lìng）模式（shì）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）采用切線切入方式或法線切入方式建立或（huò）取消刀補。對於不便於沿工件輪（lún）廓線方向切向或法向切入切出時（shí），可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在（zài）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（yǔ）取消補（bǔ）償時，程序段的起始位置與（yǔ）終點（diǎn）位置最好與補償方向在同（tóng）一（yī）側。

 （5）在刀（dāo）具補償模式下，一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵內（nèi）非移動指令，否則刀（dāo）具也會出（chū）現過切（qiē）等危險動作（zuò）。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（piān）置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀（dāo）架的區別。