​數控車床加工刀具補償（cháng）功能

一、數控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的交（jiāo）換（huàn）

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表（biǎo）示換1號刀（dāo），後麵的01表示使用1號刀具（jù）補償。刀具號與刀補號可以相同，也可以（yǐ）不同。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係（xì）統（tǒng）轉刀指（zhǐ）令，T04表示換（huàn）4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀沿作為刀具補（bǔ）償存（cún）儲器。

2. 換刀點

所（suǒ）謂換刀點是指刀架自動（dòng）轉位（wèi）時的位置。

大部分數控車床，其換刀（dāo）點的位置是任意的，換（huàn）刀點應選在刀具交換過程中與工件或夾具不發生幹涉的位置。還有（yǒu）一些機床的換刀點（diǎn）位置是一（yī）個（gè）固定點，通常情況下，這些點（diǎn）選在靠近機床參考點（diǎn）的位置（zhì），或者（zhě）取機床的（de）第二參考點（diǎn）來（lái）作為（wéi）換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過程（chéng）中，為使編程工作更（gèng）加方便，通（tōng）常將數控刀具的刀（dāo）尖假想成一個點（diǎn），該點（diǎn）稱為刀位點或刀尖（jiān）點。

數控（kòng）機（jī）床根據刀具實際尺寸，自動改變機床坐標（biāo）軸或（huò）刀具刀（dāo）位（wèi）點位置（zhì），使實際加工輪廓和編（biān）程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係統畫（huà）麵上為“刀具補正”）功（gōng）能。

數（shù）控車床的（de）刀具補償分為（wéi）：

刀具偏移（也稱為刀具長（zhǎng）度補償）

刀尖圓弧半（bàn）徑補償

2. 刀位點（diǎn）的概念（niàn）

所謂刀位點是（shì）指編製程序和加工時，用於表（biǎo）示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準（zhǔn）點。  數控車刀（dāo）的刀位點。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通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀（dāo）具偏移是用（yòng）來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差（chà）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（dāo）具幾何（hé）偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝（zhuāng）位置不同而產（chǎn）生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由（yóu）刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

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

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

2. 利用刀具幾何偏（piān）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，記錄下刀位點的Z向機械坐（zuò）標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測（cè）量工件直徑，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（piān）移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質

利用刀具幾何偏移進行對刀的實（shí）質就是利用刀具幾（jǐ）何偏移使工件（jiàn）坐標係原點（diǎn）與機床原點重合。

3. 刀具（jù）偏移的應用

利用刀（dāo）具（jù）偏移功能，可以修（xiū）整因對刀不正確或刀具磨損等原因造成的（de）工件（jiàn）加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果（guǒ）外圓直徑比要（yào）求的尺寸大了0.2mm，此時隻（zhī）需將刀具偏移存儲器（qì）中的X值減小0.2，並用原刀（dāo）具（jù）及原程序重新加（jiā）工該零件，即（jí）可修整該加工誤差。同樣，如出（chū）現Z方向的誤差，則其修整（zhěng）辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀（dāo）尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損（sǔn）及精（jīng）加（jiā）工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加（jiā）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，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧（hú）半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移（yí）也與（yǔ）其相同。

2. 假想刀尖（jiān）與刀（dāo）尖圓弧半徑

在理想狀態下（xià），我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一（yī）個點，該點即為（wéi）假想刀尖（圖中的A點（diǎn））。

在對刀時也是以（yǐ）假想刀尖進行對刀（dāo）。但實際加工中的（de）車刀，由於（yú）工（gōng）藝或其他要求，刀尖往（wǎng）往不是一個理想（xiǎng）的點（diǎn），而是一段（duàn）圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀（dāo）刀尖圓（yuán）弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有（yǒu）大小不等或近似（sì）的刀尖（jiān）圓弧，假想刀尖在實際加工（gōng）中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時（shí）的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端（duān）麵時，對加工表麵的尺寸（cùn）和形狀（zhuàng）影響不大，但在（zài）端麵的中（zhōng）心位置和台階的清（qīng）角位置會產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐麵的（de）大小端尺寸會產生較大的影響，通（tōng）常情況下，會使外錐麵的尺寸（cùn）變大，而（ér）使內錐麵的尺寸變小。

（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（hú）時（shí），會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半（bàn）徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧（hú）半徑變大

其值=理（lǐ）論輪廓半徑R+刀尖圓（yuán）弧半徑（jìng）r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意（yì）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指令指定。該刀尖圓弧半徑補償（cháng）號與刀具偏（piān）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取消刀補。對於不便於沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，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（chǎn）生過切現象，在建立與（yǔ）取消補償時，程序（xù）段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側（cè）。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過切等危險動作。補償平（píng）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（chéng）序段（G04 X10.0）。

 （6）在（zài）選擇刀尖圓弧偏置方（fāng）向和刀沿位置時，要特別注意前（qián）置刀架和後置刀（dāo）架的（de）區別。