​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（de）交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀（dāo）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，也可以不同。

指（zhǐ）令格（gé）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。

大部分數控車床，其換（huàn）刀（dāo）點（diǎn）的位置是任意的，換刀點應選在刀具交換過程中與工（gōng）件或夾具不發生幹涉的位置。還有一（yī）些機床的換刀點位置是一個固定點（diǎn），通常情（qíng）況下，這些點選在靠近機床參考點的（de）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. 刀具補償功能（néng）的定義（yì）

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（jù）的刀尖假想成一個點，該點稱為刀位點或刀尖（jiān）點。

數控機床（chuáng）根據刀具實（shí）際（jì）尺寸，自動改變機床（chuáng）坐標軸或刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌跡完全一（yī）致的功能，稱為刀具補償（係統（tǒng）畫麵上為“刀具補正”）功（gōng）能。

數控車床的刀（dāo）具補償分為：

刀具偏移（也稱為（wéi）刀具長（zhǎng）度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指編製程序和加工時，用於表示刀具特（tè）征的點，也是對刀和加工的基準點。  數控車（chē）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（xíng）車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通（tōng）常是指刀尖。

三、刀具（jù）偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀（dāo）具偏（piān）移是用來補（bǔ）償假定刀具（jù）長度與基準刀具長度之長度差的功能。車床數控係統（tǒng）規定X軸與Z軸可（kě）同時實現刀（dāo）具偏移。

刀具幾（jǐ）何偏移：由（yóu）於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同（tóng）而（ér）產生的（de）刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀（dāo）具刀尖的磨損產（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（mó）損偏（piān）移（yí）設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進入（rù）相應的設置畫麵。

圖中（zhōng）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）幾何偏移進行對刀操（cāo）作

（1）對刀操作（zuò）的定義

調整每把刀的刀位點，使其（qí）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（lù）下刀位（wèi）點的Z向機械（xiè）坐標值。

2）手動操作加（jiā）工外圓，記錄下刀位點的（de）X向機械坐標（biāo）值，停機測量工（gōng）件直徑，計算出主軸中（zhōng）心的機械坐標（biāo）值。

 3）將X、Z值輸入（rù）相應（yīng）的刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏（piān）移進行對刀操作（zuò）的實質

利用刀具幾何偏移進行對（duì）刀的實質就是（shì）利用刀具（jù）幾何偏移使（shǐ）工件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀（dāo）具偏移的應用

利用刀具偏（piān）移（yí）功能，可（kě）以修整因（yīn）對刀（dāo）不正確或刀具磨損（sǔn）等原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果外圓直徑（jìng）比（bǐ）要求的尺寸大了0.2mm，此時隻（zhī）需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並（bìng）用原刀具及原程序（xù）重（chóng）新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如（rú）出現Z方（fāng）向（xiàng）的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定（dìng）義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精加工的需要，常（cháng）將車刀的刀尖修磨成半徑較小（xiǎo）的圓弧，這時的（de）刀位點為刀尖圓弧的圓心（xīn）。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的（de）圓心運動（dòng）軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種（zhǒng）偏移稱（chēng）為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的（de）刀刃半徑偏移也與其相同（tóng）。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理（lǐ）想狀態下，我們總（zǒng）是將尖形（xíng）車刀的刀位點假想成（chéng）一個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

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

所（suǒ）謂刀尖圓弧半徑是指（zhǐ）車刀刀尖（jiān）圓弧（hú）所構（gòu）成的假想圓半（bàn）徑（jìng）（圖中的r）。實踐中，所（suǒ）有車刀均有大小不等或近似（sì）的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加（jiā）工中是不存在的。

3. 未使（shǐ）用（yòng）刀尖圓弧半徑補償（cháng）時的加工（gōng）誤差分析（xī）

（1）加工台階麵或（huò）端（duān）麵時，對加工表麵的（de）尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位置和台（tái）階的清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，但對錐麵的大（dà）小端尺寸（cùn）會產生較大的影響，通常情況下，會使（shǐ）外（wài）錐麵的尺寸（cùn）變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑（jìng）產（chǎn）生影響。

加工外凸（tū）圓弧時，會使加工後的圓弧半（bàn）徑變小

其值=理論輪（lún）廓半徑（jìng）R–刀尖圓（yuán）弧半徑r，。

加（jiā）工內凹圓弧（hú）時，會（huì）使加工後的圓弧半徑變大

其值（zhí）=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半（bàn）徑補償時應注意的事項（xiàng）

（1）刀具圓弧半徑補償模（mó）式的建（jiàn）立與取消程（chéng）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（cān）數，其補（bǔ）償號(代表所用刀具對（duì）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（cháng）號對應。

（3）采用切線切入方式或法線切入方式（shì）建立或取消刀補。對於不便於沿工件輪廓線方向（xiàng）切向或法向切入（rù）切出時，可根據（jù）情況增加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與取消過程中刀具產生過切（qiē）現象，在建立與取消補償時，程（chéng）序段的起始（shǐ）位（wèi）置與終點位置最好與補償方向在同一（yī）側。

 （5）在刀具（jù）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（chū）現過切等危（wēi）險動作。補償平麵（miàn）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）在選擇刀尖圓弧偏置（zhì）方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區別。