數(shù)控車(chē)床試切對(duì)刀法的分析與應(yīng)用

崔毅 李可欣

摘 要：數(shù)控車(chē)床編程的時(shí)候，設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件上，而數(shù)控車(chē)床不知道工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在哪里，只知道機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)，所以要對(duì)刀。數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀方法有三種，試切削對(duì)刀法、機(jī)械對(duì)刀法和光學(xué)對(duì)刀法三種。本文以華中世紀(jì)星HNC-22T數(shù)控車(chē)床為例，主要介紹數(shù)控車(chē)床試切對(duì)刀法的目的、方法、對(duì)刀步驟等，對(duì)實(shí)際加工的一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；精確對(duì)刀；試切對(duì)刀法

數(shù)控車(chē)床對(duì)刀的目的是告訴數(shù)控系統(tǒng)：工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的偏差值是多少，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)知道機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)，所以就等于告訴數(shù)控系統(tǒng)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在哪里。數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀方法有三種，試切削對(duì)刀法、機(jī)械對(duì)刀法和光學(xué)對(duì)刀法三種。其中以試切對(duì)刀法應(yīng)用的最為廣泛，它不僅滿足精度的要求，且操作方便，是非常實(shí)用的對(duì)刀方法。

一、數(shù)控車(chē)床試切對(duì)刀法的對(duì)刀思路

先把準(zhǔn)備好的工件坯料和刀具按具體需要裝夾好，設(shè)置好車(chē)床的轉(zhuǎn)速和相關(guān)參數(shù)，驅(qū)動(dòng)主軸正向旋轉(zhuǎn)。再利用手輪模式控制刀架移動(dòng)，并試切工件坯料一段外圓（8～10mm），然后在保持X軸坐標(biāo)不變的前提下，利用手輪沿Z軸方向快速移動(dòng)刀具離開(kāi)工件，待車(chē)床主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)后用相關(guān)量具測(cè)量出該段試切外圓的直徑，并將此數(shù)據(jù)輸入到“刀具補(bǔ)償”參數(shù)中的對(duì)應(yīng)刀號(hào)“試切直徑”中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)并得到工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的位置。最后利用手輪模式控制刀具移動(dòng)并試切工件坯料一端端面，利用手輪沿X軸方向快速移動(dòng)刀具離開(kāi)工件，并在“刀具補(bǔ)償”參數(shù)中的對(duì)應(yīng)刀號(hào)“試切長(zhǎng)度”輸入“0”，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)并可得到工件坐標(biāo)系Z原點(diǎn)的位置。

二、數(shù)控車(chē)床試切對(duì)刀法的對(duì)刀步驟

手動(dòng)試切對(duì)刀中，如果確定了一把基準(zhǔn)刀，且在刀偏表中輸入它的刀偏置為零，而且非基準(zhǔn)刀相對(duì)于基準(zhǔn)刀有一定的刀偏置，這種試切對(duì)刀方法叫相對(duì)刀偏法對(duì)刀。每一把刀具都獨(dú)立建立自己的補(bǔ)償偏置值，即在刀偏表中每把切削刀都有刀偏置。這種對(duì)刀方法方便檢查對(duì)刀的準(zhǔn)確性和監(jiān)控設(shè)備安全性，在教學(xué)實(shí)習(xí)應(yīng)用更廣泛。但必須注意的是，機(jī)床在對(duì)刀前必須先回機(jī)械零點(diǎn)。

（1）確認(rèn)刀具是否是1號(hào)刀。（2）試切削：用“手輪”模式控制刀具車(chē)削工件右端面。

（3）沿+X方向快速退刀，并使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)（不要在+Z方向上移動(dòng)刀架）；（4）在刀偏表的#0001刀偏號(hào)中的試切長(zhǎng)度一欄輸入0（0表示端面在工作坐標(biāo)系的Z坐標(biāo)為零）；（5）用“手輪” 模式控制刀具車(chē)削工件外圓；（6）沿+ Z方向快速退刀，并使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)（不要在+ X方向上移動(dòng)刀架）；（7）測(cè)量工件坯料車(chē)削后的外圓直徑d；（8）在刀偏表的#0001刀偏號(hào)中的試切直徑一欄輸入d，第一把刀對(duì)刀結(jié)束。而2號(hào)刀、3號(hào)刀及4號(hào)刀，與1號(hào)刀的對(duì)刀步驟相同。在刀偏表中只需要輸入試切直徑和試切長(zhǎng)度，各刀的X、Z偏置隨后自動(dòng)產(chǎn)生。

三、數(shù)控車(chē)床試切對(duì)刀法的典型應(yīng)用

數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀操作，是為了之后的工件加工而做準(zhǔn)備的。那我們以下面的例子來(lái)分析一下，對(duì)刀在工件加工的作用。此工件毛坯尺寸是Φ26×62，材質(zhì)為45#鋼，所使用的刀具有：1號(hào)刀為90°外圓車(chē)刀、2號(hào)刀為切斷刀、3號(hào)刀為普通螺紋刀。

（一）工藝分析

（1）工件的總長(zhǎng)為60，最大直徑為Φ24，從圖上分析可知，此工件須兩頭加工。

（2）此工件左側(cè)有階梯和槽，在中間還有M24的螺紋，故左側(cè)不方便裝夾，須先加工右側(cè)，再調(diào)頭裝夾右側(cè)，加工左側(cè)。

（3）從圖中可知工件的尺寸精度要求較高，所用對(duì)刀法為手動(dòng)試切對(duì)刀法。

（4）加工工藝： ①對(duì)刀，設(shè)好起刀點(diǎn)。②調(diào)用外圓尖刀，粗、精車(chē)出圓球SR6、外圓Φ14、Φ20的外圓并控制尺寸精度，再接著用切斷刀加工退刀槽，用螺紋車(chē)刀加工M24×1.5螺紋。③返回原點(diǎn)，換回粗車(chē)外圓車(chē)刀，消除刀補(bǔ)，結(jié)束程序。④掉頭加工另一頭，用開(kāi)環(huán)銅片夾住Φ14的外圓并控制總長(zhǎng)。⑤調(diào)用外圓尖刀，粗、精車(chē)出外圓Φ20、Φ24的外圓并控制尺寸精度，接著用切斷刀加工Φ19.5的槽，再加工R2的圓弧。⑥返回原點(diǎn)，換回粗車(chē)外圓車(chē)刀，消除刀補(bǔ)，結(jié)束程序。

（二）加工過(guò)程

①裝夾工件，伸出長(zhǎng)度為48cm。

②裝刀：把三把刀分別裝在1、2、3號(hào)刀架上。

③對(duì)刀：分別用1、2、3號(hào)刀試切端面和外圓，設(shè)置好刀偏表，并用“X磨損”留好0.3的余量，為粗、精車(chē)做好準(zhǔn)備。

④粗精加工圓球SR6、外圓Φ14、Φ20的外圓和M24螺紋的外徑。

⑤測(cè)量尺寸，調(diào)整“X磨損”的余量，再編輯程序，在G71之前加“；”，

⑥之后用1號(hào)刀精車(chē)一遍。

⑦調(diào)頭裝夾，用開(kāi)環(huán)銅片包著Φ14外圓再夾緊，百分表打表，調(diào)整同軸度。

⑧加工端面，測(cè)量退刀槽端面到待加工端面長(zhǎng)度（19.5）。對(duì)刀，分別用1、2號(hào)刀試切端面和外圓，設(shè)置好刀偏表，并用“X磨損”留好0.3的余量，為粗、精車(chē)做好準(zhǔn)備。

⑨粗、精車(chē)出外圓Φ20、Φ24的外圓并控制尺寸精度。

⑩測(cè)量尺寸，調(diào)整“X磨損”的余量，再編輯程序，在G71之前加“；”，之后用1號(hào)刀精車(chē)一遍，最后用切斷刀加工Φ19.5的槽，再加工R2的圓弧。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)刀操作是數(shù)控車(chē)床加工調(diào)試的關(guān)鍵所在，是保證車(chē)床正常運(yùn)行的重要步驟。在實(shí)際操作中，深入了解對(duì)刀的原理和方法，能減少因機(jī)械原因造成的零件報(bào)廢，提高生產(chǎn)效率和零件的車(chē)削質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉躍南.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及其應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]吳祖育.數(shù)控機(jī)床.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994.

[3]李佳主.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2001.

作者簡(jiǎn)介：崔毅（1982-），男，漢族，廣東佛岡人，本科，機(jī)械講師，研究方向?yàn)閿?shù)控；李可欣（1981-），女，漢族，廣東韶關(guān)人，本科，機(jī)械講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械。