一文搞懂数（shù）控车床加工刀（dāo）具补（bǔ）偿功（gōng）能

一、数控车床用刀具的交换功能

1. 刀具的（de）交换（huàn）

指（zhǐ）令（lìng）格式一：T0101；

该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示换（huàn）1号刀，后面的01表（biǎo）示使用1号刀具补偿。刀具号与（yǔ）刀补（bǔ）号可以相同，也可（kě）以不同。

指（zhǐ）令格式二： T04D01；

该指令为SIEMENS系统转刀指令，T04表示换4号刀，D01表示使用4号刀的1号刀（dāo）沿作为刀具补偿存储器。

2. 换刀点（diǎn）

所谓换刀点（diǎn）是指刀（dāo）架自动转位时的位置。

大部（bù）分数控车床，其换（huàn）刀（dāo）点的位置是（shì）任意的，换刀点应选在刀具交换过程中（zhōng）与工（gōng）件或夹具不发生干涉的位置。还有一些机床的换刀点位置是一（yī）个固定点，通常情况下，这些点选在（zài）靠近机床参考点的位置（zhì），或（huò）者取机床的第二参考点来作为换刀（dāo）点。

二、刀具补偿（cháng）功能（néng）

1. 刀具补偿（cháng）功能的定义

在数控编程过程中，为使编程工作（zuò）更加（jiā）方便，通常将数控刀具的刀尖假想成一个点，该点称为刀（dāo）位（wèi）点（diǎn）或（huò）刀尖点。

数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变（biàn）机床坐（zuò）标（biāo）轴或刀（dāo）具刀位点位置，使实际加（jiā）工轮廓和编（biān）程轨迹完全一致的功（gōng）能，称为刀具补偿（系统画面（miàn）上为“刀具补正”）功能。

数控车床的刀具补偿分为：

刀具偏移（也称为刀具长度补偿）

刀尖圆弧半径补偿

2. 刀位点（diǎn）的概念（niàn）

所谓刀位点是指编制程序和（hé）加工时，用于表示刀（dāo）具特征（zhēng）的点，也是对刀和加工的基准点。  数控车刀的刀位点。尖形车刀的刀位点通常是指刀具（jù）的刀尖；圆弧形车（chē）刀的刀位点是指圆弧刃的圆心；成形刀具的（de）刀位点也通常是指刀尖。

三、刀具偏移补偿

1. 刀具偏移的含义

刀具偏移是用来（lái）补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功能。车床数（shù）控（kòng）系统规定X轴与Z轴可同（tóng）时实现刀具偏（piān）移。

刀具几何偏移：由于刀具的几何（hé）形状不同和刀具安装位置（zhì）不同而产生的刀具偏移。

刀具磨损偏移：由（yóu）刀具刀尖的磨损产生的刀具偏移。

FANUC系统的刀具几何偏移参数设置，如要（yào）进行刀具磨（mó）损偏移设置则只需按下软键[磨耗]即可进入相（xiàng）应（yīng）的设置画面。

图（tú）中的代（dài）码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是（shì）指刀补（bǔ）号。

2. 利用刀具几何偏移进行对刀操（cāo）作

（1）对刀操作的定义

调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一（yī）过程称为对刀。

（2）对刀操作的过程

1）手动操作加工端面，记录下刀位点的（de）Z向机械坐标值。

2）手动操作加工外圆，记录下刀位点的X向机械坐标值，停机测量工件直径，计算出主轴中心的机械坐标值。

 3）将X、Z值输（shū）入相应的刀具几何偏移存储器中。

（3）利用刀（dāo）具几何偏移（yí）进行对刀操作的实质

利用刀具几何偏移进行对刀的实质就是利用刀具几何偏移使工件坐标系原点与机床原点重合。

3. 刀具偏（piān）移的应用

利用（yòng）刀具偏移功能，可以修整因对（duì）刀不正确或刀具（jù）磨损等原因造成的工件加工误差（chà）。

例：加工外圆表面时，如果外（wài）圆直径比要（yào）求的尺寸大（dà）了（le）0.2mm，此时只需将刀具偏移存储器中的（de）X值减小0.2，并用原（yuán）刀具及原程序重新加工该零（líng）件，即可修整该加工（gōng）误差。同样，如出现Z方向的误差，则其修整（zhěng）办法相同。

四、刀尖（jiān）圆弧半径补（bǔ）偿（G40、G41、G42）

1. 刀尖圆弧半径补偿的定义

在实际（jì）加工中，由于刀具产生（shēng）磨损及精加工（gōng）的需要，常将车刀的刀尖修磨（mó）成（chéng）半径较小的（de）圆（yuán）弧，这时（shí）的刀位点为刀尖圆弧（hú）的圆心。

为确保工（gōng）件轮廓形状，加工时不允许刀具（jù）刀尖圆弧的圆心（xīn）运动轨（guǐ）迹与被（bèi）加工工件轮廓（kuò）重合，而应与工件轮廓偏（piān）移一（yī）个半径值，这种偏移（yí）称为刀尖圆弧半径补偿。圆弧形车刀（dāo）的刀刃半径偏移也与其相同。

2. 假想刀尖与刀尖圆弧半径

在理（lǐ）想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成（chéng）一个点，该（gāi）点即为（wéi）假想刀尖（图中的A点）。

在对刀时也是以假（jiǎ）想刀尖进行对刀。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想（xiǎng）的点，而是一段（duàn）圆弧（如图中（zhōng）的BC圆弧）。

所谓刀尖圆弧半径是指车（chē）刀（dāo）刀尖圆弧所构成的假想圆半径（jìng）（图中的r）。实践中，所有车刀（dāo）均有大小不等（děng）或近似（sì）的刀（dāo）尖（jiān）圆弧，假想（xiǎng）刀尖在实际加工（gōng）中是不存在（zài）的。

3. 未使用刀尖圆弧（hú）半径补偿时（shí）的加工误差分析

（1）加工台阶面或端面时，对加工表面的尺寸和形状影响不大，但在端面的中心位置和台阶的清角位置会产（chǎn）生残留误差

（2）加工圆锥面时，对圆锥的锥（zhuī）度不会（huì）产生影响，但对锥面（miàn）的大小端尺寸会产生较大的影响（xiǎng），通常情况（kuàng）下，会使外锥面（miàn）的尺寸变大，而使内锥面的尺寸变小。

（3）加工圆弧时，会（huì）对圆弧的（de）圆度和圆弧半径产生影响。

加工外凸（tū）圆弧时（shí），会使加工后的圆弧（hú）半径变小

其值=理论轮（lún）廓半径R–刀尖圆弧半径r，。

加工内凹圆弧时，会使加工后的圆弧半径变大

其值（zhí）=理论轮廓半径R+刀尖圆弧半径r，。

4. 进行刀（dāo）具半径补偿（cháng）时应注意的事项

（1）刀具圆弧半径补偿（cháng）模式的建立与取消程序段（duàn）只能在G00或G01移动指令模式下才有效。

（2）G41／G42不带参数，其补偿号(代表（biǎo）所用（yòng）刀具对应的刀尖半径补偿值)由T指令指定。该刀尖圆弧半径补偿（cháng）号与刀具偏置补偿号对应。

（3）采用切线切入方式或法线切入方式建立或取消刀补。对于（yú）不便于沿工件轮廓线方向切向或法向切入切出时，可根据情况增加一个（gè）过渡圆弧的辅（fǔ）助程序（xù）段。

（4）为了防止在刀具半（bàn）径（jìng）补偿建立与取消（xiāo）过程中刀（dāo）具（jù）产生过切现象，在建立与取消（xiāo）补偿时，程序（xù）段的起（qǐ）始位置与终点位置最好与补偿方（fāng）向在同一侧。

 （5）在刀具补偿模式下，一般不（bú）允许存在连续两段以上的补偿平面内非（fēi）移动指令，否则刀具也会出现过切（qiē）等危险动作。补偿平面非移动（dòng）指令通常指（zhǐ）仅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暂（zàn）停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在选择刀尖圆（yuán）弧（hú）偏置方向和刀沿位置时（shí），要特别（bié）注意前置刀架和后置（zhì）刀架的区别（bié）。