刀具补偿功能的运用

4.4.5　刀具补偿功能的运用

刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置（或实际刀尖圆半径）与理论编程位置（刀尖圆半径）之差的一种功能。刀具补偿功能是数控车床的一种主要功能，它分为刀具偏移补偿和刀尖圆弧半径补偿两种功能。

在实际加工中，由于刀尖处总有一个小圆弧（刀尖不可能是绝对尖的），但是，编程时是根据假想刀尖（绝对尖的）A来进行计算的。车削时，假想刀尖A并不是刀刃圆弧上的点，这样在加工圆锥面和圆弧面时，会造成切削不到位或切削过量的现象，使加工表面产生形状误差（注意：在加工外圆与端面时，刀尖圆弧半径对加工表面形状没有影响）。

在车削圆弧表面时，编程时刀尖运动轨迹是假想刀尖A点的运动轨迹，但是，在车削时实际起车削作用的是刀尖圆弧与工件圆弧的切点，随着刀具的运动，刀尖圆弧与工件圆弧的切点位置也在不断地变化。而假想刀尖A的位置却未变化，从而使车出工件的实际形状产生了较大误差，因此，车圆弧时必须考虑刀尖圆弧半径对工件表面形状的影响，如图4-37所示。

图4-37　车圆弧时产生的误差

1.刀尖圆弧半径补偿

消除车锥面与圆弧时产生误差的方法是采用数控车床的刀尖圆弧半径补偿功能，编程时只需按工件轮廓线编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀尖半径值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响，如图4-38所示。

图4-38　刀尖圆弧半径补偿

（1）刀具半径补偿指令根据刀具运动轨迹方向的不同，刀尖圆弧半径补偿指令有三种：

①刀尖圆弧半径补偿G41　顺着刀具运动的方向看，刀具在工件的左侧，称为刀尖圆弧半径左补偿，用G41表示，如图4-38（a）所示。

②刀尖圆弧半径补偿G42　顺着刀具运动的方向看，刀具在工件的右侧，称为刀尖圆弧半径右补偿，用G42表示，如图4-38（b）所示。

③取消刀尖圆弧半径补偿G40　当采用了G41/G42的程序结束后，应用G40取消。取消刀尖圆弧半径补偿后，假想刀尖轨迹与编程轨迹重合。

（2）补偿指令格式为：

G41/G42 G00/G01 X（U）___Z（W）___F___；

G41、G42的规定原则与数控车床的机床坐标系的种类有关，可以将数控车床的刀具半径补偿方式的判定方法，总结为如图4-39所示。在判定刀尖圆弧半径补偿是左补偿还是右补偿时，必须在国际机床标准坐标系下，即后置刀架车床的机床坐标系。

图4-39　左刀补和右刀补

2.刀尖方位号　在自动加工过程中，要想使刀尖圆弧半径补偿功能起作用，除了要用G41/G42/G40编程外，还必须在刀补页面（OFFET SETTING）中，输入相应的补偿值与参数，其中R是指刀尖圆弧半径，T是指刀尖方位号，如图4-40所示。

3.相关事项

①G41、G42、G40是通过直线运动来建立或取消刀补的，它们只能写在G00或G01指令段中，目前使用的机床尚不能写在G02、G03指令段中。

②在调用新刀具或更改刀补方向时，必须取消前一把刀的刀具补偿，避免产生误差。

③程序最后必须以取消刀补状态结束，否则刀具不能在终点准确定位。

④G41与G42补偿方式，每次只能调用一种，否则补偿会出错。

⑤当补偿值取负值时，G41和G42互相转化。

⑥在使用G41和G42之后的程序段中，不能连续出现两个或两个以上的不移动指令，否则G41和G42无效。

⑦刀具半径补偿指令，一般在刀具接触工件之前加入，刀具离开工件之后取消。

图4-40　刀尖方位号