一文搞懂数控加工中的刀具补偿

2025年10月30日更新

数控编程时，咱们一般把刀具刀尖假想成一个点——但加工时得根据刀具实际尺寸，自动调整机床坐标轴或者刀位点的位置，让实际切出来的轮廓和编程轨迹严丝合缝，这就是刀具补偿。先说说数控车床的换刀——FANUC系统用T0101指令转刀，前面的“01”是换1号刀，后面的“01”是用1...

数控编程时，咱们一般把刀具刀尖假想成一个点——但加工时得根据刀具实际尺寸，自动调整机床坐标轴或者刀位点的位置，让实际切出来的轮廓和编程轨迹严丝合缝，这就是刀具补偿。

先说说数控车床的换刀——FANUC系统用T0101指令转刀，前面的“01”是换1号刀，后面的“01”是用1号刀补，刀具号和刀补号可以一样也可以不一样；SIEMENS系统则是T04D01，T04换4号刀，D01对应4号刀的1号刀沿补偿存储器。

换刀点就是刀架自动转位的位置——大部分车床的换刀点能自己选，只要不碰到工件或夹具就行；也有机床换刀点是固定的，一般在参考点或者第二参考点旁边。

再讲刀位点——这是编程和加工时代表刀具特征的点，也是对刀、加工的基准。数控车刀的刀位点分三类：尖形车刀是刀尖，圆弧形车刀是圆弧刃的圆心，成形刀具一般也是刀尖。

接下来是刀具偏移补偿——其实就是补“假定刀具”和“基准刀具”的长度差，车床系统允许X、Z轴同时偏移，分两种：几何偏移（因为刀具形状或装的位置不一样）和磨损偏移（刀尖磨了）。FANUC系统调几何偏移时，按[磨耗]键能进磨损偏移设置，注意图里的“T”是刀沿类型，不是刀具号或刀补号。

对刀操作其实就是调每把刀的刀位点，让它尽量对准理想的基准点。步骤就三步：先手动车端面，记下来Z向坐标；再车外圆，记X向坐标；测一下外圆直径算出主轴中心坐标，最后把X、Z值输进几何偏移存储器就行。说白了，用几何偏移对刀，就是让工件坐标系原点和机床原点重合。

刀具偏移还能修加工误差——比如外圆直径比要求大了0.2mm，直接把偏移存储器里的X值减0.2，用原来的刀、原来的程序再车一遍，就能修过来；Z方向的误差也这么处理。

重点说刀尖圆弧半径补偿——实际加工里，车刀刀尖都会修磨成小圆弧，刀位点是这个圆弧的圆心。要保证工件轮廓准，圆心的轨迹得比工件轮廓偏一个半径值，这就是刀尖圆弧半径补偿，圆弧形车刀也得这么来。

理想情况下，尖形车刀有个“假想刀尖”（就是图里的A点），对刀的时候用它，但实际刀尖是圆弧（图里的BC段），半径就是这个圆弧的假想圆半径（图r）——其实所有车刀都有圆弧，假想刀尖根本不存在。

不用刀尖圆弧补偿会有啥误差？加工台阶面或者端面，中心和清角的位置会有残留；加工圆锥面，锥度没问题，但外锥面会变大、内锥面会变小；加工外凸圆弧，半径变成R–r；内凹圆弧变成R+r。

补偿指令就三个：G41是左补偿，G42是右补偿，都得跟G01或G00一起用；G40是取消补偿。偏置方向得看刀架——后置刀架的+Y轴向外，前置刀架的+Y轴向内。

刀沿位置分9种，按刀尖的形状和位置定。具体到刀沿号里，P是假想刀尖点，S是刀沿圆心，r是圆弧半径——典型刀具的刀沿号还得区分后置和前置刀架。

补偿过程分三步：建立、进行、取消。比如程序O0010里，N50的G42 G01是建立刀补，这时候圆弧刃的圆心从跟编程轨迹重合，过渡到偏离；N60、N70是进行刀补，圆心一直跟编程轨迹差一个偏置量；N80的G40是取消刀补，圆心回到编程轨迹——G40得跟G41或G42成对用才行。

最后提醒几个注意事项：刀补的建立和取消只能用G00或G01；G41/G42不带参数，补偿号由T指令指定，得跟刀偏补偿号对应；建立或取消刀补时，要用切线或法线切入的方式，不行就加个过渡圆弧；建立和取消的程序段，起止位置*好跟补偿方向在同侧，防止过切；刀补模式下，别连续用两段以上补偿平面内的非移动指令（比如只有G、M的段，或者G04暂停），不然容易过切；选偏置方向和刀沿位置的时候，一定要分清前置刀架和后置刀架！