​數控車床（chuáng）加工刀具補償功能

一、數（shù）控車床用刀具的交換（huàn）功能

1. 刀具的交（jiāo）換

指令格式一：T0101；

該指令為（wéi）FANUC係統轉刀指令，前麵的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係統轉刀指令，T04表示換4號刀，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（zhǐ）刀（dāo）架（jià）自動轉位（wèi）時的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點（diǎn）應選在（zài）刀具交換過程中與（yǔ）工件或（huò）夾具不（bú）發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通常情況下，這（zhè）些點選在靠近機床（chuáng）參考點（diǎn）的（de）位置（zhì），或者取機床的第二（èr）參考點來作為換刀點。

二、刀具（jù）補（bǔ）償（cháng）功能

1. 刀具補償功能（néng）的定義

在數控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控（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，使實際加工輪廓和編（biān）程軌跡完全一致的功能，稱（chēng）為刀具補償（係統畫（huà）麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀（dāo）具補償分（fèn）為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補（bǔ）償）

刀尖圓弧半徑補（bǔ）償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指（zhǐ）編製程序和加工時，用於表示刀具特征的點（diǎn），也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車（chē）刀的刀（dāo）位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具（jù）的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具（jù）偏（piān）移補（bǔ）償

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準刀具長（zhǎng）度之長度差的（de）功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可（kě）同（tóng）時實現刀具偏（piān）移。

刀具幾何偏移：由（yóu）於刀具的幾何形狀不同和刀具安（ān）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係統的刀具幾何（hé）偏移參（cān）數設置，如要進行刀具磨損偏移（yí）設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是（shì）指刀補號。

2. 利用刀（dāo）具幾何偏移進行（háng）對刀操作

（1）對刀操作的定義

調整每把（bǎ）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（duì）刀操作的過程

1）手動操作（zuò）加工端麵，記錄下刀位點的Z向機（jī）械坐標值。

2）手動操（cāo）作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件直徑，計算出主（zhǔ）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（cún）儲器中。

（3）利用刀（dāo）具幾何偏移進行對刀操作的實質

利用（yòng）刀具幾何偏移進（jìn）行對刀的實質就是利用刀具幾何偏移使工件坐標（biāo）係原點與機床（chuáng）原點（diǎn）重合。

3. 刀具偏移的（de）應用

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

例：加工外圓表麵時（shí），如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻需將（jiāng）刀具偏（piān）移存儲器中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件，即（jí）可修整該加工（gōng）誤差。同樣（yàng），如出（chū）現Z方向的（de）誤差，則其修（xiū）整辦法相同。

四（sì）、刀尖圓弧半（bàn）徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加（jiā）工中，由於刀具產（chǎn）生磨損及精加工的需要，常將車刀的刀尖修（xiū）磨成（chéng）半徑（jìng）較小的圓弧，這（zhè）時的刀位點為刀（dāo）尖（jiān）圓弧的圓心。

為確保工件輪廓（kuò）形狀，加工時不（bú）允許刀具刀尖圓（yuán）弧的圓心運動軌跡與被加工工（gōng）件輪廓重合，而應與工件輪（lún）廓偏移一個半徑（jìng）值，這（zhè）種偏移稱（chēng）為刀尖（jiān）圓弧半徑（jìng）補償。圓弧（hú）形車刀（dāo）的（de）刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與（yǔ）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（diǎn）假想成一個點，該點即（jí）為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也（yě）是以假想刀尖進行對刀。但實際加（jiā）工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖往往不是（shì）一個理想（xiǎng）的點（diǎn），而是（shì）一（yī）段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所（suǒ）謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實（shí）踐中，所有（yǒu）車刀均有大小不（bú）等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中是不存在的。

3. 未使用刀（dāo）尖圓弧半徑補（bǔ）償時的（de）加工誤差分析（xī）

（1）加工（gōng）台階（jiē）麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響（xiǎng）不大，但在（zài）端麵的中心位置和台階的清角位置會產生殘（cán）留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓（yuán）錐的錐度不會產生影響，但對（duì）錐麵的大小端尺寸會產生較（jiào）大的影響，通常情況下，會（huì）使（shǐ）外錐麵的尺寸（cùn）變大，而使（shǐ）內錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓（yuán）弧半徑產生影響。

加工外凸圓（yuán）弧時，會使加工後的圓弧半徑變（biàn）小

其值=理論輪廓（kuò）半徑（jìng）R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後（hòu）的圓弧半（bàn）徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓（yuán）弧半（bàn）徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償（cháng）模式的建立與取消程序段隻能在G00或（huò）G01移動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不（bú）帶參（cān）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（dāo）具偏置補（bǔ）償（cháng）號對應。

（3）采用切線切（qiē）入方式或（huò）法線切入方（fāng）式（shì）建立或取消刀補。對於不便於沿工（gōng）件輪廓線方向切向或法向切入切出時，可根據情況增加（jiā）一個過渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀具半徑補償建立（lì）與取消過程中刀具產生過切現（xiàn）象，在建立與（yǔ）取消補償時，程序段的起（qǐ）始位置與終點位置最好與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般（bān）不允許存在連續兩段以上的補償（cháng）平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過切（qiē）等（děng）危險動作（zuò）。補償（cháng）平麵非移動指（zhǐ）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（tíng）程序段（G04 X10.0）。

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