數控車削實習中的刀具補償及調整

摘 要：在數控車床實習指導中，經常發現學生由于對數控車床對刀和刀補的概念理解不夠透徹，出現錯誤時不能正確及時地調整刀補值，從而導致實際加工工件的尺寸與精度誤差很大，不利于數控車削加工實習。因此，對刀補值及其常用調整方法加以詳細介紹，能夠幫助學生在實習中進一步理解和掌握此類問題，也為今后從事實際生產和研究工作奠定了良好的理論基礎。

關鍵詞：實習；對刀；刀補值

一、刀具補償的作用

刀具補償分三部分：刀具長度補償、刀具磨損補償和刀具半徑補償。

1.刀具長度補償

刀具長度補償就是我們通常所說的對刀。對刀是通過刀具或對刀工具確定工件坐標系與機床坐標系之間的相對位置關系，并將對刀數據輸入到機床的過程。對刀點可以設在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。對刀的目的是確定編程原點在機床坐標系中的位置，因為機床坐標系在調試時已經確定。對刀是數控加工的重要環節，其準確性將直接影響零件的加工精度。

2.刀具磨損補償

刀具磨損補償（或叫磨耗補償），隨著使用時間的增長，刀具是在慢慢磨損的，而需要加工的工件卻始終要保持原來所要求的尺寸，于是在不更換新刀具的情況下，通過修改系統中的刀具磨損補償值來彌補刀具磨損造成的工件尺寸變化，從而達到加工工藝要求。

3.刀具半徑補償

刀具半徑補償的功能是用來補償刀具實際刀尖圓弧半徑與理論刀尖圓弧半徑之差。考慮到刀具的強度和使用壽命，刀具的刀尖不被做成一個鋒利的尖刀形狀，而是在兩個切削刃的連接地方用了一個過渡的圓弧，我們說的刀尖半徑就是這個圓弧的半徑。實際編程中為了方便起見，我們通常按照零件的輪廓來編制加工程序，而數控車床在加工過程中所控制的是刀具中心的軌跡。在車削圓弧、圓錐、倒角的時候，經常會用到刀尖半徑補償。如果不用，則會出現過切或者少切的情況。

二、刀具補償的常用調整方法

數控車床一般均有刀具補償功能，這是因為車床通常進行連續切削加工，刀架在換刀時的前一刀具刀尖位置和更換的新刀具刀尖位置之間會產生差異，以及由于刀具的安裝誤差、刀具磨損和刀尖圓弧半徑的存在等，因此在數控加工中必須利用刀具補償功能予以補償，才能加工出符合圖紙形狀要求的零件。此外，合理地利用刀具補償還可以簡化編程。

刀架的前置與后置：操作人員站在數控車床前面，刀架位于主軸和操作人員之間的屬于前置刀架，主軸位于刀架和操作人員之間的屬于后置刀架。前置刀架主軸正轉時刀尖朝上，后置刀架主軸正轉時刀尖朝下。

數控車床常用的對刀方法有三種：試切法對刀、機械對刀儀對刀和光學對刀儀對刀。試切法對刀是最基本也是最常用的對刀方法，下面以實習中使用的CYK360，前置四刀位的自動刀架數控車床為例，介紹一下基本工件加工中常用的外徑車刀刀補值的調整方法：

1.對刀過程的調整

用試切法對刀，首先，用外圓車刀切削工件端面，保持刀具在Z方向不動的前提下，通過面板上“測量”的方式輸入Z0，系統自動計算出Z方向的刀補值；當然，也可以在保持Z方向不動的前提下，切換到查看機能界面，直接讀取屏幕上Z方向的機械坐標值，輸入到對應刀號的刀具長度補償欄中。其次，車削任一外徑，使刀具沿Z向遠離工件，保持X向不動，將主軸停止后用卡尺手動測量剛剛車得的外徑直徑，通過“測量”方式輸入X直徑值。如果測得工件外圓尺寸偏小0.2 mm，可以在刀具長度補償欄中將對應的X方向刀補值改大0.1 mm。對第二把切斷刀時，將刀尖對準端面最大直徑處，編程中使用同一個對刀點，此時在偏值表中填入與外圓刀對應相同的數據。同理，其他兩把刀也是同樣的方法。

2.按照加工試樣調整

如果加工出的簡單軸類工件的實際尺寸與圖紙要求有誤差，可以不修改程序或移動原點，直接將刀補值進行簡單修改即可。例如，測得試樣實際直徑值偏大0.2 mm，則可在刀具長度補償界面將原直徑X補償值改小0.2 mm；若長度出現較大誤差，首先注意是否在對刀時將切斷刀寬度加入刀補值或者是否在編程時加以考慮，如果考慮過刀寬后仍然偏大0.2 mm，則可在刀具長度補償界面將原長度Z補償值改小0.2。如果開始執行程序時發現刀具起始位置出現異常，則需要觀察刀具的位置判斷問題所在；若刀具在快速移動時已經出現異響切到端面，說明X或者Z向距離工件過近，根據實際情況相應增大X或Z向刀補值；若刀具距離工件端面過遠甚至已經超過了換刀點，無法車削到工件，說明距離工件過遠，相應減小刀補值。

以上主要介紹了刀具長度補償的常用調整方法，主要針對初學者在剛剛接觸數控車床時對刀補值的疑惑和不解加以說明，以及本人在指導實習過程中發現的問題予以總結和處理，為以后更深入地學習和研究打下基礎。

參考文獻：

王建平，黃登紅.數控加工中的對刀方法[J].工具技術，2005（02）.

編輯 張珍珍