數(shù)控車床試切法對刀過程探析

張子容

（重慶三峽職業(yè)學院，中國 重慶 404155）

數(shù)控車床試切法對刀過程探析

張子容

（重慶三峽職業(yè)學院，中國 重慶 404155）

文章闡述了數(shù)控車床對刀原理，以FANUC 0i系統(tǒng)的GSK980TD型數(shù)控車床加工軸類零件為例，詳細地介紹了在G54工件坐標系環(huán)境下，試切對刀的對刀步驟和驗證對刀結(jié)果的方法，總結(jié)了注意事項并進行了誤差分析。對掌握數(shù)控車床對刀技能具有實際指導意義。

數(shù)控車床；試切對刀；步驟；注意事項

在現(xiàn)代制造業(yè)中，數(shù)控機床的使用非常廣泛，它是利用計算機控制程序自動完成零件加工，效率和精度很高。在加工前，必須對每把刀具進行對刀，如果對刀不正確，可能影響加工精度，撞壞刀具，損壞機床甚至發(fā)生安全事故。

1 對刀原理

數(shù)控車床對刀是確定刀具與工件之間的關(guān)系，建立工件坐標系，為后續(xù)加工做好準備。在編程時需設(shè)定工件坐標系，它是以工件上的某一點為坐標原點建立起來的X-Z直角坐標系統(tǒng)。G92指令對刀后基準刀刀位點恰好處于程序起點位置，這種方法便于檢查對刀的準確性和監(jiān)控設(shè)備安全性，在教學實習實訓中應用廣泛。G54～G59指令對刀需將工件零點的機床坐標輸入到數(shù)控系統(tǒng)軟件的零點偏置寄存器參數(shù)中，但加工前刀架不必處于程序起點位置，便于批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)中應用更廣泛。

目前，數(shù)控車床對刀最普遍和可靠的方法是試切對刀法。這種方法直接用刀具試切工件來確定刀尖和工件的位置關(guān)系。G54工件坐標系下的試切對刀，通常把編程原點設(shè)在工件的右端面中心、采用直徑編程。水平方向為Z坐標，豎直方向為X坐標，工件的端面坐標值即為Z軸的數(shù)值，工件外圓直徑值即為X軸的數(shù)值。對刀時，首先對工件右端面車削一次，此時刀尖離Z坐標距離為0，此處Z坐標的值為0；當?shù)毒哕囅鞴ぜ鈭A時，被車外圓的直徑值即為X坐標值。

2 對刀步驟

以 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的 GSK980TD數(shù)控車床加工直徑為50mm、長度為L（小于100mm）的軸類零件的對刀過程為例，準備好刀具（基準刀外圓車刀、切斷刀），量具（游標卡尺），裝夾工具（套筒扳手和加長桿），以及工件毛坯。用G54 G90指令試切對刀具體步驟如下：

（1）裝夾工件，工件伸出卡盤端面約（L+50）mm；

（2）裝夾刀具，基準刀外圓車刀裝入1號刀位，裝夾時，注意使刀尖與工件回轉(zhuǎn)中心平齊。切斷刀裝入3號刀位，注意使刀體與X方向平行。

（3）在系統(tǒng)中設(shè)定為直徑編程方式；

（4）啟動主軸，MDI方式下手動輸入程序“MO3 S600”，按“循環(huán)啟動”鍵啟動主軸。

（5）開機后，機床回參考點，基準刀轉(zhuǎn)到工作位置；

（6）先對1號刀對刀。第一步對Z方向?qū)Φ?。手動方式，快速移動刀架靠近工件，接近時，切換到手動脈沖模式，手輪移動刀尖靠近工件。勻速進給，車端面，車完后，Z方向不動，沿X正方向勻速退出。在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到1號刀位，輸入Z0，按“輸入”鍵。第二步 對X方向?qū)Φ丁Ｊ州喴苿拥都饪拷ぜ?，勻速進給，車外圓。車外后，X方向不動，沿Z正方向勻速退出。停止主軸。用游標卡尺測量被車外圓直徑49.20，在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到1號刀位，輸入X49.20,按“輸入”鍵。1號刀對刀結(jié)束，進行3號刀對刀。

（7）在操作面板上按“換刀”鍵手動換刀到3號刀位。先對Z方向?qū)Φ?。手輪移動刀具，使左邊刀尖緩慢靠近工件端面，通過目測和耳聽觀察，當?shù)都馀c端面恰好對齊時，Z方向?qū)Φ锻瓿?，Z方向不動，沿X正方向勻速退出。在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到3號刀位，輸入Z0，按“輸入”鍵。再對X方向?qū)Φ叮州喴苿拥毒呔徛拷ぜ鈭A，當?shù)度信c外圓恰好平齊時，X方向?qū)Φ锻瓿?，X方向不動，沿Z正方向勻速退出。在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到3號刀位，輸入X49.20,按”輸入”鍵。3號刀對刀結(jié)束。

（8）驗證對刀是否準確。方法一，在MDI方式輸入程序T0101，按“循環(huán)啟動”鍵，刀架換到1號刀位。按“位置”鍵，在面板上找到“絕對坐標”界面。手輪移動刀具靠近工件，當?shù)都馀c工件對齊時，觀察面板，Z顯示是否為0，X顯示是否為49.20，如果是，說明1號刀對刀正確。方法二，手動輸入程序：G01 X100，Z100,按“循環(huán)啟動”鍵，觀察刀具是否走到X100，Z100位置，面板顯示“絕對坐標”是否是X100，Z100。如果是，說明1號刀對刀正確。其余刀位的檢驗方法一樣。

3 對刀注意事項

（1）裝夾刀具時，各刀的刀位點應與主軸中心等高。若二者等高，試切工件端面停車后，用手摸端面應感覺光滑，端面中心沒有尖點突出。若二者不等高，應細微調(diào)整刀具墊片高度。

（2）對于直徑小于50mm、長度為50mm左右的小回轉(zhuǎn)體零件，編程時可作統(tǒng)一約定：

1）設(shè)定1號刀為90°外圓粗車刀（基準刀），2號刀為2.5～5mm寬的切斷刀，3號刀為60°螺紋刀。

2）工件右端面與卡盤端面之間的裝夾長度近似為固定值100mm；

3）刀具伸出刀架的長度近似為固定值25mm；

4）統(tǒng)一采用直徑編程方式，工件零點選在工件的右端面中心。對于其它尺寸的工件，假設(shè)其直徑為ΦD，長度為L，則只需改變上述條件2）中工件與卡盤端面的伸長約為（L+50），其余條件不變或根據(jù)具體情況作適當調(diào)整。

（3）在輸入刀補時要注意其刀具補償號是否對應；

（4）驗證對刀結(jié)果時，換刀方式應為在MDI方式下輸入程序Txxxx的方式換刀，而不是手動換刀；

（5）試切端面和外圓結(jié)束后，注意退刀方向，避免撞刀。

4 誤差分析

在試切對刀過程中，存在系統(tǒng)誤差和人為誤差。測量工件直徑時不可避免地存在人為測量誤差，導致工件零點的機床坐標計算不準確；非基準刀對刀時，也很難用目測將其刀尖與基準刀的試切點完全重合，因此非基準刀存在一定的刀偏置誤差。此外，機床的定位精度和重復定位精度不高，會造成刀尖與工件試切點之間有微小的間隙。針對上述誤差，應注意做好機床的日常保養(yǎng)和維護工作以確保機床精度，降低系統(tǒng)誤差；同時加強操作練習，減少人為誤差，提高生產(chǎn)效率。

［1］任小萍.數(shù)控車床對刀操作方法與技巧[J].價值工程,2012,31(23).

［2］宋理敏,張子祥.數(shù)控車床對刀[J].機床管理開發(fā),2008,23(4).

［責任編輯：朱麗娜］

張子容（1984—），女，四川簡陽人，重慶三峽職業(yè)學院機械與電子工程系，講師，主要從事數(shù)控加工、機電控制教學研究。