數(shù)控車床對刀原理分析及一些基本的試切對刀方法

　　對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度可以決定零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。僅僅知道對刀方法是不夠的，還要知道數(shù)控系統(tǒng)的各種對刀設(shè)置方式，以及這些方式在加工程序中的調(diào)用方法，同時要知道各種對刀方式的優(yōu)缺點、使用條件等。

　　一、為什么要對刀

　　一般來說，零件的數(shù)控加工編程和上機床加工是分開進(jìn)行的。數(shù)控編程員根據(jù)零件的設(shè)計圖紙，選定一個方便編程的坐標(biāo)系及其原點，我們稱之為程序坐標(biāo)系和程序原點。程序原點一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計基準(zhǔn)重合，因此又稱作工件原點。

　　數(shù)控車床通電后，須進(jìn)行回零（參考點）操作，其目的是建立數(shù)控車床進(jìn)行位置測量、控制、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn)，該點就是所謂的機床原點，它的位置由機床位置傳感器決定。由于機床回零后，刀具（刀尖）的位置距離機床原點是固定不變的，因此，為便于對刀和加工，可將機床回零后刀尖的位置看作機床原點。

　　在圖1中，O是程序原點，O'是機床回零后以刀尖位置為參照的機床原點。

　　編程員按程序坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制刀具（刀尖）的運行軌跡。由于刀尖的初始位置（機床原點）與程序原點存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離，因此，須將該距離測量出來并設(shè)置進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀尖的運動軌跡。

　　所謂對刀，其實質(zhì)就是側(cè)量程序原點與機床原點之間的偏移距離并設(shè)置程序原點在以刀尖為參照的機床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

　　二、試切對刀原理

　　對刀的方法有很多種，按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對刀；按是否采用對刀儀可分為手動對刀和自動對刀；按是否采用基準(zhǔn)刀，又可分為絕對對刀和相對對刀等。但無論采用哪種對刀方式，都離不開試切對刀，試切對刀是最根本的對刀方法。

　　以圖2為例，試切對刀步驟如下：

　　①在手動操作方式下，用所選刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件外圓，然后向Z正方向退刀后，用卡尺或者千分尺測量試切過的工件直徑，并記下記為Xa。然后輸入刀補中的測量畫面相對應(yīng)的刀具號中（注意：應(yīng)該輸入X：1000*Xa）；

　　②將刀具沿＋Z方向退回到工件端面余量處一點（假定為α點）切削端面，同上在刀補中的測量畫面相對應(yīng)的刀具號中輸入Z:0；

　　此為程序原點O設(shè)在工件端面。

　　三、程序原點（工件原點）的設(shè)置方式

　　在數(shù)控系統(tǒng)中，有以下幾種設(shè)置程序原點的方式：①設(shè)置刀具偏移量補償；②用G50設(shè)置刀具起點；程序原點設(shè)置是對刀不可缺少的組成部分。每種設(shè)置方法有不同的編程使用方式、不同的應(yīng)用條件和不同的工作效率。各種設(shè)置方式可以組合使用。

　　(1)設(shè)置刀具偏移量補償車床的刀具補償包括刀具的“刀補”補償參數(shù)和“測量”補償參數(shù)，兩者之和構(gòu)成車刀偏移量補償參數(shù)。試切對刀獲得的偏移一般設(shè)置在“測量”補償參數(shù)中。

　　試切對刀并設(shè)置刀偏步驟如下：

　　①用外圓車刀試車-外圓，沿＋Z軸退出并保持X坐標(biāo)不變。

　　②測量外圓直徑，記為φ。

　　③按“OFSET SET”（刀補畫面設(shè)置）鍵→進(jìn)入“測量”補償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后(如：T01，一號刀具)，輸人X1000φ（注意：此處的φ代表直徑值，而不是符號，以下同）

　　④將刀具移到安全位置（變動X向），進(jìn)行X向的復(fù)查，錄入右邊程序（O100）后執(zhí)行，再手動方式，主軸轉(zhuǎn)起，沿Z軸移動刀具，觀察。

　　刀具是否切到工件，如切到很少。

　　或刀具與工件以摩擦方式通過，則設(shè)置正確。

　　⑤用外圓車刀試車工件端面，沿＋X軸退出并保持Z坐標(biāo)不變。

　　⑥按“OFSET SET”（刀補畫面設(shè)置）鍵→進(jìn)人“測量”補償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后，輸人Zo。

　　⑦將刀具移到安全位置（變動Z向），進(jìn)行Z向的復(fù)查，錄入右邊程序（O200）后執(zhí)行，再手動方式，主軸轉(zhuǎn)起沿X軸移動刀具，觀察刀具是否切到工件，如切到很少或刀具與工件以摩擦方式通過，則設(shè)置正確。

　　⑧設(shè)置的刀具偏移量在數(shù)控程序中用T代碼調(diào)用。

　　⑨最后再調(diào)用右面邊程序（O300）進(jìn)行綜合原點復(fù)查：檢查刀尖是否在我們與圖紙上的原點一樣。

　　這種方式具有易懂、操作簡單、編程與對刀可以完全分開進(jìn)行等優(yōu)點。同時，在各種組合設(shè)置方式中都會用到刀偏設(shè)置，因此在對刀中應(yīng)用最為普遍。

　　(2)用G50設(shè)置刀具起點（復(fù)查原點方式同上）

　　①用外圓車刀試車一段外圓，沿＋Z軸退至端面余量內(nèi)的一點（假定為a點）。

　　②測量外圓直徑，記為φ。

　　③選擇“MDI”（錄入）模式，輸人G50 Xφ。按“啟動”按鈕

　　④切端面到中心（程序原點）。

　　⑤選擇“MDI”（錄入）模式，輸入G50Z0，按“啟動”按鈕。

　　⑥加工程序的開頭G50后面不能跟任何X，Z值，在另起一行錄入G00   X100 Z150，這樣刀具就會以G00速度快速移到離我們剛設(shè)置的原點的X100 Z150位置上，這就是我們所說的刀具起刀點。

　　注意：運行程序前要先將基準(zhǔn)刀移到設(shè)定的位置。在用G50設(shè)置刀具的起點時，一般要將該刀的刀偏值設(shè)為零。

　　此方式的缺點是起刀點位置要在加工程序中設(shè)置，且操作較為復(fù)雜。但它提供了用手工精確調(diào)整起刀點的操作方式，有的人對此比較喜歡。此種方式就是相當(dāng)于把我們的機械坐標(biāo)系平移了一樣，平移到了我們的工件坐標(biāo)系里，當(dāng)我們進(jìn)行回零后，就又得重新對刀和設(shè)置。

　　四、多刀對刀相關(guān)知識介紹

　　數(shù)控系統(tǒng)多刀對刀的組合設(shè)置方式有：①絕對對刀；②基準(zhǔn)刀G50相對刀偏。

　　(1)絕對對刀所謂絕對對刀即是用每把刀在加工余量范圍內(nèi)進(jìn)行試切對刀，將得到的偏移值設(shè)置在相應(yīng)刀號的偏置補償中；這種方式思路清晰，操作簡單，各個偏移值不互相關(guān)聯(lián)，因而調(diào)整起來也相對簡單，所以在實際加工中得到廣泛應(yīng)用。

　　(2)相對對刀所謂相對對刀即是選定一把基準(zhǔn)刀，用基準(zhǔn)刀進(jìn)行試切對刀，將基準(zhǔn)刀的偏移用G50,將基準(zhǔn)刀的刀偏補償設(shè)為零，而將其它刀具相對于基準(zhǔn)刀的偏移值設(shè)置在各自的刀偏補償中。