數控實習中數控車床的對刀方法及應用

摘 要：本文針對學生在數控車床操作實習過程中所出現的實際問題，系統地對數控車床的對刀方法進行剖析，以使學生在操作過程中目的更加明確，操作更加熟練，從而提高學生的實際操作水平，以培養高素質的數控技術人才。

關鍵詞：數控車床 對刀方法 實踐能力

隨著數控技術的發展，數控機床的應用也得到了普及，對數控機床操作工的技術要求也越來越高。在操作過程中，對刀是最基礎，也是最重要的部分。對刀的精度，將直接影響零件的加工精度。在對刀的過程中操作不當時，甚至會出現撞刀等嚴重事故。所以，老師要系統地學習數控車床的對刀方法。本文介紹了幾種簡單、方便、實用的對刀方法。

一、試切法對刀

對刀前，先將機床返回參考點并將工件裝夾在三爪卡盤上，主軸正轉，以手輪方式進行對刀，下面以90o偏刀為例。

1.Z向

轉動手輪使刀具慢慢靠近工件，將車刀刀尖與工件的端面輕輕接觸，然后Z向不動，X向平端面后退刀，在控制面板上按下“OFFSET SETTING”刀補設置鍵，并將光標移動到相應的刀具補償號上（注意：為了方便記憶和編程，通常將T代碼指令中的刀具編號與刀具補償號相同，如T0101、T0202、T0303等）。輸入Z0，這時在CRT屏幕下方顯示有“測量”字體，按下其所對應的按鍵，偏置值輸入完畢，Z方向對刀完成。

2.X向

轉動手輪使刀具沿X向慢慢靠近工件，將車刀刀尖與工件的任一外圓輕輕接觸，然后X向不動，Z向緩慢切入工件大約5～10mm，依然保持X向不動，再讓刀具沿Z向退出。此時CRT畫面仍在刀具偏置上，用千分尺或者游標卡尺測量出被切削部分的直徑，假設為φa。移動光標使補償號與刀具號相一致，再輸入X+測量出的工件外圓值，也就是Xa（例如X30.0、X35.25等），這時在CRT屏幕下方顯示有“測量”字體，按下其所對應的按鍵，偏置值輸入完畢，X向對刀完成。

二、試切法對刀的改進

試切法對刀存在以下幾個問題：試切法對刀后工件端面的表面質量比較差，大部分工件端面對刀后都不再編程加工，導致工件端面的表面粗糙度值偏高；試切法對刀的精度不高，主要是機床的誤差在對刀過程中無法進行補償。所以筆者針對這些問題，提出了試切法對刀的改進方法。

1.Z向

轉動手輪使刀具慢慢靠近工件，將車刀刀尖與工件的端面輕輕接觸，然后Z向不動，X向直接退刀，在控制面板上按下[OFFSET SETTING]刀補設置鍵，并將光標移動到相應的刀具補償號上，輸入Z1.0，這時在CRT屏幕下方顯示有“測量”字體，按下其所對應的按鍵，偏置值輸入完畢，Z方向對刀完成。在程序中加入一個平端面的程序，如表1（毛坯為45#鋼，φ50X100）。

表1

O0001程序名

M03 S1500 T0101主軸正轉，換1號刀

G00 X52. Z2. M08；快速定位，開啟冷卻液

G94 X0. Z0. F0.05；循環指令精加工端面

G00 X100. Z100. M09；退刀

M30；

這樣一來，工件端面經過精加工過后，表面粗糙度較好。

2.X向

與試切法對刀的方法一樣，完成X向對刀。為了提高加工的精度，X向對刀完成后，按一下在CRT屏幕下方顯示的“磨耗”按鈕，在相對應的磨耗里輸入所要加入的磨耗，假設想讓工件在第一次精加工后直徑方向留1mm的余量，那么就輸入U1.0。這樣一來，就可以為第二次精加工留下余量。當機床通過對刀完成第一次精加工后，測量工件，這時候工件會因為對刀完成時所留的余量而存在余量。再將工件存在的余量在磨耗里去除，進行第二次精加工，就能很好地控制零件的加工精度了。

具體操作如下（毛坯為45#鋼，φ50X80，FANUC機床編）：

（1）將工件裝夾后，采用試切法對刀的改進方法對刀，X向對刀時，在磨耗里輸入U1.0，為第一次精加工后直徑方向留1mm的余量，也就是說，這里留的1mm余量是第二次精加工的余量。

（2）先運行平端面程序O0001，完成工件端面的車削。

（3）采用兩次精加工的方法來將工件車削成型。如表2。

表2

O0002

M03 S600 T0101主軸正轉，換1號刀

G00 X52. Z2. M08；快速定位，開啟冷卻液

G71 U1 R1；采用G71循環指令加工零件

G71 P10 Q20 U0.5 F0.2；U0.5是X向的第一次精加工加工余量

N10 G00 X30.；

G01 Z0.；

Z-20.；

X40.；

Z-40.；

N20 X52.；

G70 P10 Q20 S1000 F0.1；第一次精加工，去除G71里留的0.5mm余量。

G00 X100 Z100 ；退刀

M05 ；主軸停轉

M00 ；程序暫停，用千分尺測量工件。理論上講，工件會因為對刀時在磨耗里留的1mm余量而在直徑方向大1mm。但是實際操作過程中，會因機床的誤差或刀具的誤差而產生偏差，假設千分尺測量出的值來只大了0.95mm，那么就在磨耗里輸入U-0.95。

M03 S600 T0101按啟動按鈕，繼續運行程序

G00 X52. Z2. M08；

G70 P10 Q20 S1000 F0.1；第二次精加工，去除磨耗里的0.95mm余量。

G00 X100 Z100 ；退刀

M30 ；程序結束

三、總結

實踐過程中，零件的結構具有多樣性，但是對刀的操作大同小異，教師應該先掌握試切法對刀，然后根據實際情況，靈活應用試切法對刀的改進方法。學生實習過程中，采用兩次精加工控制精度的方法，有利于學生在加工過程中準確控制零件的加工精度。要實現準確對刀并保證零件的加工精度，就必須反復訓練，從實踐中不斷總結經驗，發現問題并解決問題，從而提高自己的實踐動手能力。總之，數控加工過程中，對刀的準確性和加工精度的準確性直接影響產品的質量，它對整個生產過程有著極其重要的意義。

參考文獻：

[1]沈建峰，虞俊.數控車工（高級）[M].北京：機械工業出版社，2006.

[2]成大先.機械設計手冊[M].北京：化工工業出版社，1997.

（作者單位：杭州市輕工技工學校）