一、數(shù)控車床用刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC系統(tǒng)轉(zhuǎn)刀指令，前面的T01表示換1號刀，后面的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。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)位時的位置。

大部分數(shù)控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應(yīng)選在刀具交換過程中與工件或夾具不發(fā)生干涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個固定點，通常情況下，這些點選在靠近機床參考點的位置，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. 刀具補償功能的定義

在數(shù)控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數(shù)控刀具的刀尖假想成一個點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數(shù)控機床根據(jù)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程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（系統(tǒng)畫面上為“刀具補正”）功能。

數(shù)控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指編制程序和加工時，用于表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準點。  數(shù)控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補償

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度之長度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時實現(xiàn)刀具偏移。

刀具幾何偏移：由于刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產(chǎn)生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產(chǎn)生的刀具偏移。

FANUC系統(tǒng)的刀具幾何偏移參數(shù)設(shè)置，如要進行刀具磨損偏移設(shè)置則只需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應(yīng)的設(shè)置畫面。

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. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操作的定義

調(diào)整每把刀的刀位點，使其盡量重合于某一理想基準點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端面，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件直徑，計算出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應(yīng)的刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質(zhì)

利用刀具幾何偏移進行對刀的實質(zhì)就是利用刀具幾何偏移使工件坐標系原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應(yīng)用

利用刀具偏移功能，可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表面時，如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時只需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，并用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(xiàn)Z方向的誤差，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?shù)亩x

在實際加工中，由于刀具產(chǎn)生磨損及精加工的需要，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廓重合，而應(yīng)與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱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

在理想狀態(tài)下，我們總是將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，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理想的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不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. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析

（1）加工臺階面或端面時，對加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺階的清角位置會產(chǎn)生殘留誤差

（2）加工圓錐面時，對圓錐的錐度不會產(chǎn)生影響，但對錐面的大小端尺寸會產(chǎn)生較大的影響，通常情況下，會使外錐面的尺寸變大，而使內(nèi)錐面的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內(nèi)凹圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變大

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)注意的事項

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

（2）G41／G42不帶參數(shù)，其補償號(代表所用刀具對應(yīng)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號對應(yīng)。

（3）采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補。對于不便于沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，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(chǎn)生過切現(xiàn)象，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側(cè)。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續(xù)兩段以上的補償平面內(nèi)非移動指令，否則刀具也會出現(xiàn)過切等危險動作。補償平面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方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和后置刀架的區(qū)別。