數(shù)控銑床幾種對刀方法的分析比較

岑文揀

摘要：隨著機械數(shù)控化的發(fā)展，數(shù)控銑床已經(jīng)成為工件加工中的主流設(shè)備，它的優(yōu)勢就是生產(chǎn)效率高、精準(zhǔn)度高。其中，對刀是數(shù)控加工中的重要環(huán)節(jié)，其關(guān)系著加工工件的精度。中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的畢業(yè)生是以后企業(yè)數(shù)控生產(chǎn)數(shù)的骨干力量，學(xué)好數(shù)控銑床對刀方法至關(guān)重要。本文首先介紹了對刀前的準(zhǔn)備工作，然后分析了數(shù)控銑床常用的幾種對刀方法，最后認(rèn)識到不同對刀方法在實際工件加工中的優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工對刀方法坐標(biāo)對刀器

對刀是數(shù)控加工中的重要環(huán)節(jié)。我們分析其目的有兩點：建立加工原點，確定加工用的工件坐標(biāo)系；設(shè)定刀具補償值。傳統(tǒng)的銑床價格低，但批量生產(chǎn)時效率低，加工質(zhì)量受操作工人的技術(shù)水平影響大，加工一致性不好。而數(shù)控銑床批量生產(chǎn)時效率高，加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。所以，數(shù)控銑床是工件加工的主流設(shè)備，隨著生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的需要，數(shù)控銑床一定會被廣泛應(yīng)用。因為中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的畢業(yè)生是以后企業(yè)數(shù)控生產(chǎn)數(shù)的骨干力量，學(xué)好數(shù)控銑床對刀方法至關(guān)重要，這是保證提高加工質(zhì)量，做出高精準(zhǔn)度工件的前提條件。

1 對刀前要進(jìn)行工件的定位和裝夾

認(rèn)識各種典型夾具，觀察夾具的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識其組成元件（定位元件、夾緊裝置、夾具體等），了解它們的功用。我們目前都在使用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床，這種數(shù)控銑床的特點是：加工工件單一、功能較少。但是價格便宜是其最大的優(yōu)點，維修起來也相對容易。下面我介紹一下常規(guī)夾具：平口鉗、三抓自定心卡、分度頭及平臺夾具等。多數(shù)數(shù)控銑床在裝夾中都會使用平口鉗，把平口鉗安裝在工作臺面上，并用百分表校正鉗口位置，且一般在銑床工作臺面的中心位置安裝平口鉗，將工件按編程的方位置于平口鉗內(nèi)，根據(jù)零件加工的需要調(diào)整工件高出鉗口的高度，可在鉗口內(nèi)放入墊鐵（最好是選用材料好的墊鐵）；夾緊工件，這樣工件裝夾就完成了。需要注意的是：要徹底清理工件、墊鐵和鉗口的表面，以免由于有雜物附著影響加工后的工件質(zhì)量。

2 確定對刀點和換刀點的重要性

2.1 確定對刀點

對刀點的確定十分重要。因為對刀點與工件坐標(biāo)體系有著密切的聯(lián)系，它既是工件坐標(biāo)體系中的起點，又是加工過程中刀具運動的起點，更是程序執(zhí)行的起點。所以，“對刀點”又被稱為“起刀點”和 “程序起點”。因此，對刀點的確定要準(zhǔn)確，它是保證工件精度的前提。其確定原則如下：（1）對刀點要有利于程序編程；（2）對刀點的位置要容易查看，方便對工件進(jìn)行加工；（3）對刀點位置容易檢驗，位置可靠；（4）可以提高工件的加工精度。在一般情況下，對刀點都是工件坐標(biāo)系的原點。

2.2 確定換刀點

工件需要多刀加工時，數(shù)控銑床就需要進(jìn)行換刀，不管是自動換刀還是手動換刀，都需要確定換刀位置。所以，確定換刀點是非常必要的。換刀點確定的原則就是以不允許碰傷刀具、夾具和工件為準(zhǔn)。一般來說，換刀點在加工工件的輪廓外，并要有一定的安全空間。

3 數(shù)控銑床的基本對刀方法

對刀是個復(fù)雜的過程，所以要精心操作。為了提高工件的精度，對刀時要根據(jù)加工工件的情況靈活掌握。

根據(jù)使用的對刀工具的不同，我們可以把對刀方法分為以下幾種：（1）試切對刀法；（2）使用對刀工具的對刀法；（3）間接對刀法；（4）頂尖對刀法；（5）百分表對刀法。

根據(jù)對刀點位置不同可分為單邊對刀、雙邊對刀、間接對刀和分中對刀等。下面介紹一下對刀方法。（各對刀方法均是在手輪方式下進(jìn)行）

3.1 直接試切對刀法

這是比較常用的對刀方法。其優(yōu)點是操作簡單方便，但是如果對對刀精度要求很高的工件不要使用，因這種方法會使工件產(chǎn)生切痕。

（1）X向?qū)Φ段鍌€步驟？

第一，在機床工作臺上，使用常用的夾具把工件裝夾，這個步驟要注意工件周圍要留有空間，便于進(jìn)行對刀；？第二，轉(zhuǎn)動主軸后移動工作臺，讓刀具移動至工件左側(cè)并且要留有一定的空間，然后再緩慢移動靠近工件；第三，改用微調(diào)（0.01mm/格）操作，讓刀具慢慢接觸到工件左側(cè)，直到刀具與表面貼近并有切痕，這時對機床坐標(biāo)進(jìn)行記錄：如：X1為-310.300；第四，再次移動工作臺及主軸，讓刀具移動至工件右側(cè)并且要留有一定的空間，然后在緩慢移動靠近工件，用微調(diào)操作（0.01mm/格），讓刀具慢慢接觸到工件右側(cè)，直到刀具與表面相貼近并有切痕，這時再對機床坐標(biāo)進(jìn)行記錄：如：X2為-200.300；第五，據(jù)此可得工件坐標(biāo)系原點W在機床坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)值為{-310.300+（-200.300）}/2=-255.300。

（2）對Y向進(jìn)行對刀

Y向的對刀方法和X向的對刀方法是一樣的，通過相同步驟的操作可以得出Y的坐標(biāo)值。

3.1.2 對Z向進(jìn)行對刀

（1）讓刀具位于工件正上方。

（2）旋轉(zhuǎn)主軸，移動工作臺及主軸，讓刀具移動到距工件上表面并一定的距離，如3mm。

（3）然后再緩慢向工件表面接近，當(dāng)距離工件表面較近時，使用 0.01mm/格的速度到達(dá)工件表面，這里最好是選擇工件邊緣進(jìn)刀，讓接觸面面積盡量縮小，盡量使刀具端面接觸工件不宜過深

（4）記錄下Z向的機床坐標(biāo)，例如：Z為 -140.400，這樣Z向的坐標(biāo)值就是-140.400。

3.1.3 數(shù)據(jù)存儲

在錄入方式下，將我們對刀時所得到的X、Y、Z向的坐標(biāo)值錄入到數(shù)控銑床的計算機系統(tǒng)中在儲存地址G5*中（儲存地址包括G54～G59代碼，一般用G54）。

3.1.4 對刀檢驗

數(shù)據(jù)設(shè)置完成后，要對其進(jìn)行檢驗，以防出現(xiàn)疏漏。

3.2 使用對刀工具的對刀法

使用對刀工具是非常好的對刀方法，其操作不僅簡單，又不會在工件上留有痕跡。其常用的對刀工具有：偏心棒、尋邊器及Z軸設(shè)定器。其操作方法和操作步驟基本和試切對刀法基本相同，最大區(qū)別就是用對刀工具替換了刀具。

但是，使用尋邊器進(jìn)行對刀操作中必須注意三點：（1）尋邊器在使用的過程中要保證和工件的接觸要輕微；（2）加工零件須是導(dǎo)體；（3）尋邊器基準(zhǔn)面必須要粗糙。

3.3 間接對刀法

工件加工是一個復(fù)雜的加工過程。當(dāng)對工件進(jìn)行多刀操作時，就需要進(jìn)行多刀對刀，這時使用的對刀方法就是間接對刀法，其對刀工具常用到Z軸設(shè)定器。其作用：當(dāng)加工中用到多種刀具時，由于其刀具長度都有所不同，為了避免換刀中破壞加工好的工件，就要進(jìn)行對多種刀具對刀。所以，就用到了間接對刀法，下面，我介紹一下這種方法：

3.3.1 對第一把刀進(jìn)行對刀

（1）首先可以采用試切對刀法或者其他基本對刀方法對第一把刀的Z向?qū)Φ叮@時需要記錄工件的坐標(biāo)原點Z1，然后進(jìn)行工件加工，使用結(jié)束后停止主軸的旋轉(zhuǎn)。

（2）在工作臺中心位置放好對刀器并保證對刀器的平整。

（3）選擇手輪模式，手搖操作來移動工作臺，確保其位置正確，然后移動主軸，讓刀底和對刀器頂端接近，在刀底的壓力下表盤開始轉(zhuǎn)動，在指針轉(zhuǎn)動一周內(nèi)記錄到Z軸設(shè)定器的數(shù)據(jù)A，然后把Z軸的坐標(biāo)清除。

（4）這時第一把刀的對刀結(jié)束，可以取刀。

3.3.2 對第二把刀進(jìn)行對刀

（1）首先對第二把刀進(jìn)行裝刀。

（2）調(diào)整到手輪模式，在手輪模式下，手搖操作來移動工作臺，確保其位置正確，然后移動主軸，讓刀底和對刀器頂端接近，在刀底的壓力下表盤開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)指針轉(zhuǎn)動到設(shè)定器顯示的數(shù)據(jù)A時結(jié)束。

（3）對這時Z軸的坐標(biāo)Z0進(jìn)行記錄，需要注意的是要帶正負(fù)號。

（4）第二把刀對刀結(jié)束，可以取刀。

（5）計算新坐標(biāo)Z。需要把數(shù)據(jù)Z1和數(shù)據(jù)Z0相加，得出第二把刀的坐標(biāo)Z。（6）輸入數(shù)據(jù)。需要把第二把刀的坐標(biāo)原點Z輸入到G5*中，數(shù)據(jù)就被設(shè)定了。

如果再有第三把，第四把，也是按照第二把刀的方法和步驟進(jìn)行操作。

需要注意的是：如果多把刀都是在一個程序G5*中，需要把Z0數(shù)據(jù)寫入二號刀長度數(shù)據(jù)中，這樣程序中就有了刀長補，便于計算。

3.4 頂尖對刀法

3.4.1 對X、Y向進(jìn)行對刀

（1）首先對工件進(jìn)行裝夾，然后換用頂尖。

（2）中速移動頂尖，讓頂尖位于工件正上方。

（3）旋轉(zhuǎn)主軸，移動工作臺及主軸，其速度要快，根據(jù)畫線找準(zhǔn)工件的中心，降速讓頂尖接近工件表面的中心。

（4）開始微調(diào)操作，根據(jù)工件畫線緩慢接近，要保證頂尖和劃線的中心相對，這時，可以對此時的坐標(biāo)進(jìn)行記錄： X、Y。

3.4.2 對Z向進(jìn)行對刀

Z相對刀也比較簡答。但是要先把頂尖卸下更換上銑刀，然后可以使用直接試切法或者其他方法對Z向進(jìn)行對刀，得到其坐標(biāo)。

3.5 百分表對刀法

這種對刀法多是應(yīng)用于圓形零件。圖2所示，其方法如下

3.5.1 對X、Y向進(jìn)行對刀

（1）在刀柄上裝好安裝桿，在把百分表裝好。

（2）移動主軸和工作臺，保證刀具和工件的中心接近，調(diào)整伸縮桿，保證百分表和工件的圓周面相接觸。

（3）轉(zhuǎn)動主軸，轉(zhuǎn)速為0.1 mm，讓百分表隨著工件轉(zhuǎn)動，這時指針也會跟著變化。

（4）經(jīng)過多次操作，通過對工作臺的位移，觀察指針情況，直到百分表的指針沒有了大幅度的變化，這時指針跳動已經(jīng)穩(wěn)定，說明這就是主軸的中心，開始對X、Y的坐標(biāo)進(jìn)行記錄。

3.5.2 對Z向進(jìn)行對刀

Z相對刀方法也是和上面介紹相同。先把百分表卸下更換上銑刀，然后可以使用直接試切法或者其他方法對Z向進(jìn)行對刀，得到其坐標(biāo)。

圖2百分表對刀法4 結(jié)束語

總之，數(shù)控銑床批量生產(chǎn)時效率高，加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。只是價格較高，加工數(shù)量少時編程花的時間多，有些不太適用。但是，數(shù)控銑床已經(jīng)是加工制造業(yè)的主流設(shè)備，相信不久就會完善，讓數(shù)控銑床可以滿足不同工件的加工需要。

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