一、刀具補(bǔ)償?shù)奶岢?

　　用立銑刀在數(shù)控機(jī)床上加工工件,，可以清楚看出刀具中心運動軌計與工件輪廓不重合,，這是因為工件輪廓是立銑刀運動包絡(luò)形成的。立銑刀的中心稱為刀具的刀位點（4,、5坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床稱為刀位矢量）,，刀位點的運動軌計即代表刀具的運動軌跡。在數(shù)控加工中,，是按工件輪廓尺寸編制程序,，還是按刀位點的運動軌跡尺寸編制程序，這要根據(jù)具體情況來處理,。

數(shù)控機(jī)床立銑刀加工

　　在全功能數(shù)控機(jī)床中,，數(shù)控系統(tǒng)有刀具補(bǔ)償功能，可按工件輪廓尺寸進(jìn)行編制程序,，建立,、執(zhí)行刀補(bǔ)后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算,，刀位點自動調(diào)整到刀具運動軌跡上,。直接利用工件尺寸編制加工程序，刀具磨損,，更換加工程序不變,，因此使用簡單、方便,。

　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單,，售價低，在生產(chǎn)企業(yè)中有一定的擁有量,。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中,，如果沒有刀具補(bǔ)償功能，只能按刀位點的運動軌跡尺寸編制加工程序,，這就要求先根據(jù)工件輪廓尺寸和刀具直徑計算出刀位點的軌跡尺寸,。因此計算量大、復(fù)雜,，且刀具磨損,、更換需重新計算刀位點的軌跡尺寸,，重新編制加工程序。

二,、全功能數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中刀具補(bǔ)償

1．?dāng)?shù)控車床刀具補(bǔ)償

　　數(shù)控車床刀具補(bǔ)償功能包括刀具位置補(bǔ)償和刀具圓弧半徑補(bǔ)償兩方面,。在加工程序中用T功能指定，TXXXX中前兩個XX為刀具號,，后兩個XX為刀具補(bǔ)償號,，如T0202。如果刀具補(bǔ)償號為00,，則表示取消刀補(bǔ)。

（1）刀具位置補(bǔ)償　刀具磨損或重新安裝刀具引起的刀具位置變化,，建立,、執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償后，其加工程序不需要重新編制,。辦法是測出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲器內(nèi),，程序執(zhí)行刀具補(bǔ)償指令后，刀具的實際位置就代替了原來位置,。

　　如果沒有刀具補(bǔ)償,，刀具從0點移動到1點，對應(yīng)程序段是N60 G00 C45 X93 T0200,，如果刀具補(bǔ)償是X=+3,，Z=+4，并存入對應(yīng)補(bǔ)償存儲器中,，執(zhí)行刀補(bǔ)后,，刀具將從0點移動到2點，而不是1點,，對應(yīng)程序段是N60 G00 X45 Z93 T0202,。

（2）刀具圓弧半徑補(bǔ)償　編制數(shù)控車床加工程序時，車刀刀尖被看作是一個點（假想刀尖P點）,，但實際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度,，車刀刀尖被磨成半徑不大的圓弧（刀尖AB圓?。?，如圖3所示，這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差,。另一方面,，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對工件加工也將產(chǎn)生影響,，而這些可采用刀具圓弧半徑補(bǔ)償來解決,。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位,，如圖4所示，用參數(shù)0～9表示,，P點為理論刀尖點,。

（3）刀補(bǔ)參數(shù)　每一個刀具補(bǔ)償號對應(yīng)刀具位置補(bǔ)償（X和Z值）和刀具圓弧半徑補(bǔ)償（R和T值）共4個參數(shù)，在加工之前輸入到對應(yīng)的存儲器,，CRT上顯示如圖5所示,。在自動執(zhí)行過程中，數(shù)控系統(tǒng)按該存儲器中的X,、Z,、R、T的數(shù)值,，自動修正刀具的位置誤差和自動進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償,。

2．加工中心、數(shù)控銑床刀具補(bǔ)償

　　加工中心,、數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng),，刀具補(bǔ)償功能包括刀具半徑補(bǔ)償、夾角補(bǔ)償和長度補(bǔ)償?shù)鹊毒哐a(bǔ)償功能,。

（1）刀具半徑補(bǔ)償（G41,、G42、G40）　刀具的半徑值預(yù)先存入存儲器HXX中,，XX為存儲器號,。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算,，并使刀具按照計算結(jié)果自動補(bǔ)償,。刀具半徑左補(bǔ)償（G41）指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方（如圖1所示），刀具半徑右補(bǔ)償（G42）指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方,。取消刀具半徑補(bǔ)償用G40,，取消刀具半徑補(bǔ)償也可用H00。

　　使用中需注意：建立,、取消刀補(bǔ)時,，即使用G41、G42,、G40指令的程序段必須使用G00或G01指令,，不得使用G02或G03,當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償取負(fù)值時，G41和G42的功能互換,。

　　刀具半徑補(bǔ)償有B功能和C功能兩種補(bǔ)償形式,。由于B功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計算，不能解決程序段之間的過渡問題,，要求將工件輪廓處理成圓角過渡,，因此工件尖角處工藝性不好,，C功能刀具半徑補(bǔ)償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接，可完全按照工件輪廓來編程,，因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功能刀具半徑補(bǔ)償,。這時要求建立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)兩個程序段必須有指定補(bǔ)償平面的位移指令（G00、G01,，G02,、G03等），否則無法建立正確的刀具補(bǔ)償,。

（2）夾角補(bǔ)償 （G39）　 兩平面相交為夾角,，可能產(chǎn)生超程過切，導(dǎo)致加工誤差,，可采用夾角補(bǔ)償（G39）來解決,。使用夾角補(bǔ)償（G39）指令時需注意，本指令為非模態(tài)的,，只在指令的程序段內(nèi)有效，只能在G41和G42指令后才能使用,。

（3）刀具長度偏置（G43,、G44、G49）　利用刀具長度偏置（G43,、G44）指令可以不改變程序而隨時補(bǔ)償?shù)毒唛L度的變化,，補(bǔ)償量存入由H碼指令的存儲器中。G43表示存儲器中補(bǔ)償量與程序指令的終點坐標(biāo)值相加,，G44表示相減,，取消刀具長度偏置可用G49指令或H00指令。程序段 N80 G43 Z56 H05與中,，假如05存儲器中值為16,，則表示終點坐標(biāo)值為72mm。

存儲器中補(bǔ)償量的數(shù)值,，可用MDI或DPL預(yù)先存入存儲器,，也可用程序段指令G10 P05 R16.0表示在05號存儲器中的補(bǔ)償量為16mm。

三,、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中刀具軌跡的計算

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),，如果沒有刀具補(bǔ)償指令，則只能計算出刀位點的運動軌跡尺寸,，然后按此編程,，或者進(jìn)行局部補(bǔ)償加工。

1．刀具中心（刀位點）軌跡的計算

　　在需要計算刀具中心軌跡的數(shù)控系統(tǒng)中,，要算出與零件輪廓的基點和節(jié)點對應(yīng)的刀具中心上基點和節(jié)點的坐標(biāo),。圖1所示為用φ8立銑刀加工工件曲線時的刀具中心運動軌跡,。可以看出,，刀具運動軌跡是零件輪廓的等距線,，由零件輪廓和刀具半徑可求出。

直線的等距線方程：

所求等距線在原直線上邊時,，取“＋”號,，反之取“-”號。

圓的等距線方程：

所求等距線為外等距線時,，取“＋”號,，反之取“－”號。

求解等距線上的基點坐標(biāo),，只需將相關(guān)等距線方程聯(lián)立求解,。例求3′點的坐標(biāo)，2點坐標(biāo)（40,，85）,，3點坐標(biāo)（70，105）,。

A=y2-y3=-20　
B=x3-x2=30
C=x3y2-ybx2=1750
求出圓心坐標(biāo)為 （85,，105）。

兩等距線方程聯(lián)立：

-20x+30y=1750+144.222
（x-85）+（y-105）=（15+4）　　　　　　

解出 x=66.134　y=107.231

即3′點的坐標(biāo)為（66.34,，107.231）,，刀具中心軌跡上其他基點或節(jié)點的坐標(biāo)用相同的方法可求出，然后按此編程,。

2．?dāng)?shù)控車床假想刀尖點的偏置計算

　　在數(shù)控車削加工中,，為了對刀方便，常以假想刀尖P點來對刀,。如果沒有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償,，在車削錐面或圓弧時,，會產(chǎn)生欠切現(xiàn)象,。當(dāng)零件精度要求較高且有錐面或圓弧時，解決辦法為：計算刀尖圓弧中心軌跡尺寸,，然后按此編積,，進(jìn)行局部補(bǔ)償計算。

　　為在車削維面時,，由于刀尖圓弧半徑r引起的刀位補(bǔ)償量,。采用在Z向和X向同時進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償時，實際刀刃與工件接觸點A移動到編程時刀尖設(shè)定點P上,，r的補(bǔ)償量可按下式計算：

　　在編制加工工件錐面程序時,，其基點坐標(biāo)為工件輪廓基點坐標(biāo)（Z和X）加上刀尖圓弧半徑r的補(bǔ)償量（Dz和DX）,，這樣就解決了沒有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膯栴}。

四,、結(jié)論

　　在數(shù)控加工中,，由于刀尖有圓弧,工件輪廓是刀具運動包絡(luò)形成，因此刀位點的運動軌跡與工件的輪廓是不重合的,。在全功能數(shù)控系統(tǒng)中,，可應(yīng)用其刀具補(bǔ)償指令，按工件輪廓尺寸,，很方便地進(jìn)行編程加工。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中,，可以根據(jù)工件輪廓尺寸,、刀具等計算出刀位點的運動軌跡，按此編程,，也可按局部補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q。