數控車工巧用刀偏進行切槽加工

河南省許昌市高級技工學校 (461000) 杜 羽

溝槽的加工是車床加工中一種常見的加工內容，是數控車工的一項基本功。車床上常見的槽是外溝槽、內溝槽和端面槽。溝槽的加工工藝特點是:切削力較大，易振動，出屑困難，槽的表面粗糙度達不到要求，溝槽的位置和槽寬的尺寸精度要求不易保證等。而數控車床進行切槽加工時，如果槽刀磨損進行刃磨或損壞進行車刀更換時，程序要相應地進行修改，操作麻煩，易出錯。針對槽的加工特點，合理編制程序，可方便操作，更易保證槽的尺寸。下面以外圓溝槽為例來說明利用切槽刀兩刀尖點編程加工的技巧。

數控車工在車槽時，一般是利用切槽刀的左刀尖進行對刀，進而控制切槽的位置精度;而槽寬是根據切槽刀的寬度進行控制，如果槽寬小于5 mm，可以用一把等于槽寬的切槽刀橫向進刀，直接將槽車出。但是車刀的刃磨需要將槽刀主切削刃寬磨成相應槽寬的尺寸，使用時要嚴格控制切槽刀的刀頭寬度尺寸，車刀刃磨精度高，刃磨困難，且槽刀在使用過程中主切削刃會存在磨損，在進行修磨時，主切削刃寬度減小，滿足不了工件尺寸精度要求，需要重新修改程序，增大工作量。一般情況下，可以用等于槽寬的切槽刀一次車出或一把略小于槽寬的槽刀，二次或多次擴槽，直至達到溝槽的尺寸精度要求，實際加工中以后者的情況居多。當槽寬大于5 mm時，需要多次車削，進行借刀、接刀操作，達到寬槽的尺寸要求。例如圖1所示的工件，其中切槽刀寬度設為4.5 mm。以華中世紀星HNC數控系統為例，程序編制如下:

圖1

這樣是用槽刀的一個刀尖點編程，當刀具磨損、損壞，更換不同寬度的切槽刀時，程序尺寸需要重編，操作者很難保證槽的寬度尺寸。例如當車刀磨損，切削刃寬度變成4.4 mm時，程序需改變為

其余程序同上

此時需要改變程序，并執行新的程序，計算過程中容易出現問題，編程時還要修改程序，增加工作量。能不能在換刀時或同一工件的程序編寫時，程序無須變動，僅僅通過對刀操作就能完成工件的加工要求呢?技巧是用切槽刀的兩個刀尖點編程，刀具磨損或換切槽刀程序都不用變，操作者容易掌握，槽的寬度尺寸好保證。編程時切槽刀左刀尖的切削終點坐標為槽的左底部坐標，當車削一刀過后，剩余余量由右刀尖完成，程序的終點坐標為槽的右底部坐標，這樣同一個工件的加工程序就不用變化，不考慮切槽刀的實際尺寸，車刀拆卸和磨損時，無須修改程序。

試切法對刀是實際中應用最多的一種對刀方法。下面以采用華中世紀星HNC數控系統車床為例，來介紹具體操作方法。

工件和刀具裝夾完畢，驅動主軸旋轉，對刀時，左刀尖刀補為02刀補，右刀尖可以選擇一個不常用的刀補，例如09刀補。先用左刀尖對刀，移動刀架至工件原先試切一段外圓 (此外圓為先前外圓刀所車外圓，假設此外圓直徑為50.00 mm)，使切槽刀接觸外圓蹭出一條亮線，此時切槽刀切削刃所在的外圓即為原來的工件直徑50.00 mm外圓。然后保持X坐標不變，移動Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑 (此時工件外圓為外圓刀所車外圓50.00 mm)。將其輸入到相應的刀具參數中的試切直徑中，系統會自動用刀具當前X坐標減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標系X原點的位置，即X偏置。此時車刀的左右切削刃為同一直徑值(即02、09刀補值相同)，即對出X值 (見圖2)。

圖2

再移動刀具試切工件端面，此時刀具左刀尖所在Z坐標為0，徑向退刀，在刀具參數刀補02中的刀寬中輸入Z0，系統會自動將此時刀具的Z坐標減去剛才輸入的數值，即得工件坐標系Z原點的位置，即Z偏置數值 (見圖3)，這時切槽刀的左刀尖也已對刀完畢。然后在刀具參數右刀尖刀補09中的刀寬中輸入刀具主切削刃寬度 (切槽刀寬度為4.5 mm)。

這時切槽刀的左、右刀尖也已對刀完畢。在程序中使用左刀尖車削時調用T0202，2#車刀2#刀補;在程序中使用右刀尖車削時調用T0209，2#車刀9#刀補，就可以成功建立出工件坐標系。所編加工程序如下:

圖3

程序中不考慮切槽刀對程序的影響。程序在生產加工的過程中，不受切槽刀尺寸的影響，不用修改程序，降低編程難度，減少生產輔助時間，提高生產效率。當刀具磨損、損壞，更換不同寬度的切槽刀時，車刀只需對刀時設定刀偏，刀具磨損時修改Z磨損，而不必修改程序，方便操作。

例如，當切槽刀磨損時，操作人員刃磨車刀，重新安裝時，執行原來對刀操作，先對左刀尖，再對右刀尖，假設此時切槽刀刃磨后，切削刃刀寬由原來的4.5 mm減少為4.4 mm。對刀時只需在先前對刀的基礎上輸入4.4 mm(見圖4)，這是唯一改變的地方，其余操作與原來一致。

圖4

如果在車削過程中，車刀產生磨損，只需修改磨損量。例如，當測量臺階長度為29.90 mm時，此時切槽刀少切0.1 mm，即左刀尖磨損值為0.1 mm時，這時可以調整左刀尖刀偏#0002的Z磨損量如圖5所示。

圖5

當測量發現槽位置正確，但是槽寬不夠，假設槽寬為4.90 mm，槽寬小0.1 mm，可以判定該切槽刀右刀尖磨損，磨損量為0.1 mm，刀偏Z磨損值為－0.10 mm，即可調整刀偏#0009磨損量如圖6所示。

圖6

數控車床巧妙利用切槽刀的左右刀尖點編程及調整程序，可以大大減少程序的頻繁改動，方便操作，不易出錯，更易保證槽的尺寸，提高工作效率。