数控机床加工中的刀具补偿

王晓晓

摘要：随着数字化控制机床的产生，许多机械加工的工艺也变得越来越简便。本论文通过对数控机床中刀具补偿的作用和方法的分析，阐述如何利用这一功能来提高工件的尺寸精准，优化刀具的性能，减少生产费用，为车间生产工作提供操作数据与积累经验。

关键词： 数控车床；刀具补偿；位置补偿；加工生产

中图分类号：G718 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）16-0246-02

引言

機床的价格与型号不同，就会拥有着不一样的配置，例如刀具补偿这个配置在经济机床上就不具有，需要重复多次的对刀。此种人工操作的方式不仅操作麻烦且容易出现尺寸偏差；而数控车床则能对刀具的外形与大小进行智能计算，自动对刀调控工件至合适位置，而且获得的精度也高。这两种车床在生产中有明显的质量和效率差距。所以，数控车床成为大多数技工院校和企业的选择。

1.刀具补偿

1.1 刀具补偿的重要性。

数控机床在前期需要编程，通常会将各刀位点设置在刀架的固定位置上，理论上每次设定的刀位点都是相同的。但在具体执行当中，因为刀具的尺寸与形状偏差问题，通常是无法将刀尖保持一致的。尤其在换刀过程中，由于刀具的磨损和人工操作的误差，新安装刀具的刀位点也很难与前一个刀具的刀位点完全重合，误差就这样轻易的出现了。为了改善这些因素造成的误差而带来的数值偏差，必须进行刀具补偿，需要使用刀具补偿，不然生产出的产品会与图纸要求产生一定的形状和尺寸上的差异。

1.2 刀具补偿的作用。

在数控机床加工工件时，由于刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化以及刀具刀尖被磨成半径不大的圆弧，这必将产生加工工件位置误差和形状误差。这样一方面可以将在加工时所用的刀具和设计时所使用的刀具之间的数值偏差降到最低，另一方面确保了加工零件的精确度。

1.3 刀具补偿表示方法。

加工工件时，车床上会安装多把刀具，编制程序时，往往将对刀点的中心设置为坐标原点。原先在没有刀具补偿的情况之下，工作人员可以用肉眼来观察工具形状大小与刀具运动轨迹所存在的误差。车刀加工工件的时候，将工件的轮廓包络起来，使得这种偏差一目了然。刀具位置补偿包括工件的磨损补偿与刀具几何数值补偿。这两种补偿由磨损、几何偏移量相结合，也就是刀具位置总补偿。刀具总补偿在车床数控系统里所储存的单元号既能够对应不同位置上的刀具，又能够在重新设置编程需要的情况下取消刀具位置补偿。。这种智能性将把数控车床在超负荷工作时变得更为简便和快捷。

2.数控车床加工中刀具位置补偿

2.1 刀具几何位置的补偿进行。

零件加工前，安装刀具的刀位点和编程设计时的刀位点之间的偏差坐标值采用试切的方法。试切对刀法的主要步骤如下：

①第一步先建立车床坐标系。以卡盘端面中心作为机械原点，开启设备之后开始车床回零操作，以卡盘端表面的中间点为参照原点，开启设备之后开始车床归零操作，建立车床坐标系。

②选择刀具（一般用精车刀），清除刀补数值。先试车工件端面，手动将刀具退出，在刀补表001号中输入Z0，系统自动计算出第一把刀Z向刀补值。手动操作试切工件外圆，并将刀具退出，对试切值进行测量，选择刀补表，输入测量值，系统会自动计算出第一把刀的X向刀补值。

③换刀后，使用试切法试切工件的外圆，Z方向不动，X方向退出，按主轴停止，测量。将测量值输入到刀补表中002号的Z值中，此时系统将自动计算出第二把刀的Z方向的刀补值。

④以此类推，其它刀具的对刀方法和第二把刀一样。

2.2 刀具刀尖的位置补偿。

刀尖是一个点，在进行生产的过程中，刀尖很容易被磨损掉，而形成一个特别小的圆弧面。加工时间越长，这个圆弧面对工件加工的误差也会越大，想要消除此类问题，必须进行刀具半径补偿。因为在现实工作当中刀尖的形状与位置是用点来呈现的，而原理上来说其是以面的状态出现，在横切面则为圆弧。配置刀具时，只要刀的底座允许，可以在任意一方向进行安装。确保准确确定位刀尖的位置，对刀尖位置进行精准的补偿，定义刀尖位置码。刀具的刀尖位置补偿需要和刀具几何位置补偿结合起来才能计算出位置的总体补偿值。

3.刀具位置补偿的方法

3.1 绝对坐标法。

在刀补001、002、003或004号位置处进行修改。采用工件尺寸大则减小刀补值；零件尺寸较小，就应该增大刀补值。例如：004号处工件尺寸减小0.2mm，该处刀补值应为T4.3，那么增加该处的刀补值0.2mm，输入T4.7来增大004号刀补。

3.2 相对坐标法。

在刀补001、002、003或004号位置处进行修改。在004写入M+0.2，这样可以做到相应的位置补偿。

4.刀具位置补偿的意义

数控机床在零件的加工过程中，使用刀具补偿明显提高了零件的精准度。在编程过程中也是更为便捷易操作，省去了大量时间。企业在加工不同规格的零件时，采取刀具补偿可以节约大量的时间，这对于企业之间的竞争来说是非常关键。我国刀具企业中名列前茅的株洲硬质合金集团在这上面就一直处于领先地位，推陈出新的方案，并吸取外来技术研究出各项方案来解决制作过程中遇到的问题，使得大大提高生产效率。刀具补偿，不仅在人力物力方面进行优化，同时给予车间管理方面更多的支持。

5.结束语

数控机床是高度自动化的机械生产设备，在进行工件加工的时候要注意安装不同刀具的特点、观察刀具磨损和刀尖圆弧半径的变化。总之，刀具补偿也是一门重要专业技术基础课，它不仅包含单纯的刀具位置补偿、刀具半径补偿知识还涉及到多门基础及相关技术课程，同时它又是一门实践性很强、运用灵活的课程，我们在考虑位置补偿时同时还要考虑位置补偿，确保数控加工的正常运行。通过以上的分析，我想刀具补偿对于我们的数控加工生产起着很重要的作用，灵活的应用刀具补偿，将是我们必修的一课！

参考文献：

[1] 黄丽芬.《数控车床编程与操作》中国劳动社会保障出版社.

[2] 徐宏主.《数控加工工艺》北京化工工业出版社.