​數控車床加工刀具補償功能

一、數控車床用刀具的（de）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（de）T01表示換1號刀，後（hòu）麵（miàn）的01表示使用1號（hào）刀具補償。刀具號與刀補號可以相同，也可以不同。

指令（lìng）格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號（hào）刀的1號刀沿（yán）作為刀具補償存儲器。

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（fèn）數控車床，其換刀點（diǎn）的位置是任意（yì）的，換刀點應選在刀具交換過程中與工（gōng）件或夾具不發生（shēng）幹涉的（de）位置。還有（yǒu）一（yī）些機床的換刀點位置是一個固定點，通常情況下，這些點選在靠近機床參考點的位置（zhì），或者（zhě）取（qǔ）機床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能（néng）

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過（guò）程中，為使（shǐ）編（biān）程工作更加方便，通常將數控刀具的刀尖假想成一個點，該點（diǎn）稱為刀位點（diǎn）或（huò）刀尖點。

數控機床根據刀具（jù）實際尺寸，自動改變機床（chuáng）坐標軸或刀（dāo）具刀位點位置，使（shǐ）實際加工輪廓和編程軌跡完全一致（zhì）的功能，稱為刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控（kòng）車床的刀具（jù）補償分為：

刀具偏移（yí）（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂（wèi）刀位點是指（zhǐ）編製程序和加工時，用於（yú）表示刀具特征的（de）點，也是對（duì）刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是（shì）指刀具的刀尖；圓弧形車刀（dāo）的刀位點（diǎn）是指圓弧刃的圓（yuán）心（xīn）；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償（cháng）

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用來補償假定刀具長度與基（jī）準刀具長度之長度差的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸（zhóu）可同時實現（xiàn）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（shēng）的刀具（jù）偏移。

刀具磨損偏移：由（yóu）刀具刀尖的磨（mó）損產（chǎn）生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數設置，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（shè）置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具（jù）幾何偏移（yí）進行（háng）對刀操作

（1）對刀操作的定義

調整每把刀的刀位點（diǎn），使（shǐ）其盡量重合於某一（yī）理想（xiǎng）基準（zhǔn）點，這一過程稱為對刀。

（2）對（duì）刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標（biāo）值。

2）手動操作加工外圓，記錄下（xià）刀位（wèi）點的X向機械（xiè）坐標值，停（tíng）機測量工件直徑，計算出（chū）主軸中心的（de）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（jìn）行（háng）對刀操作（zuò）的（de）實質

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

3. 刀具（jù）偏移的應用

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

例：加工外圓表（biǎo）麵時，如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此（cǐ）時（shí）隻需將刀具偏（piān）移存儲器中的X值減小0.2，並用（yòng）原刀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（fǎ）相同。

四、刀尖圓弧半徑補（bǔ）償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義（yì）

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精加工的需（xū）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（de）圓心。

為確保工件輪廓形狀，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（lún）廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半（bàn）徑值（zhí），這種偏移稱（chēng）為刀尖圓弧半徑補償。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（zhuàng）態下，我（wǒ）們總是將（jiāng）尖形車刀的刀位點假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖中的（de）A點）。

在對刀（dāo）時也是以假想刀尖進（jìn）行對刀。但實際加工中的車刀，由於（yú）工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理（lǐ）想的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半（bàn）徑是指（zhǐ）車刀刀尖圓弧所構（gòu）成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有（yǒu）車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實（shí）際加工中是不存在的（de）。

3. 未使（shǐ）用刀尖圓弧半徑補（bǔ）償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響（xiǎng）不（bú）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）加工圓錐（zhuī）麵時，對（duì）圓錐的錐度（dù）不會（huì）產生影響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的（de）影響，通常情況下（xià），會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的尺寸（cùn）變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產生影響。

加工外凸（tū）圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑（jìng）R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變大

其值=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（yīng）注意（yì）的事項

（1）刀具圓弧（hú）半徑補償模式的建立與取消程序段（duàn）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（dāo）尖圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號（hào）對應。

（3）采用切（qiē）線切入（rù）方（fāng）式或法線切（qiē）入方式建立（lì）或取消刀（dāo）補。對於不便於（yú）沿工件輪廓（kuò）線方向切向或法向切入切出時，可（kě）根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段（duàn）。

（4）為（wéi）了防止在刀具半徑補償建立與取消過程（chéng）中刀具產生過切（qiē）現象，在建立與取消補償時，程序段的起（qǐ）始位置與終點位置最好與補（bǔ）償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式（shì）下，一（yī）般（bān）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（xiàn）過切等危險動作。補償平麵非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序（xù）段（如G90、M05）及程序暫停程序（xù）段（G04 X10.0）。

 （6）在（zài）選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置（zhì）時，要特別注意（yì）前（qián）置刀架和後置刀架的區別。