華中數(shù)控車床的對刀

摘要：在數(shù)控車床的實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間以后，由于對刀方法不正確，而導(dǎo)致無法順利完成加工任務(wù)，究其原因是沒有理解對刀原理以及工件坐標(biāo)系和機(jī)械坐標(biāo)系之間的關(guān)系這兩個重要環(huán)節(jié)，而對刀的過程就是聯(lián)系機(jī)械坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的紐帶。下面就由坐標(biāo)系之間的關(guān)系引申出的對刀方法做一說明。文章首先介紹了數(shù)控車床中工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系，接著闡述了華中數(shù)控車床的幾種常用對刀方法，最后指出了數(shù)控車床在對刀過程中的一些小技巧。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 工件坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系 對刀 技巧

中圖分類號：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0015-01

1 機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系

（1）在數(shù)控車床上，機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)，一般設(shè)在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處，見圖一中的O1點(diǎn)即為機(jī)床原點(diǎn)，它是固定的點(diǎn)，由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)定的，不能隨意改變，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基礎(chǔ)參考點(diǎn)。為便于機(jī)床使用者操作，機(jī)床廠家在機(jī)床出廠前會在機(jī)床坐標(biāo)系中+X、+Z方向另行定義一個點(diǎn)──機(jī)床參考點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的位置關(guān)系是固定的，存儲在數(shù)控系統(tǒng)中。機(jī)床每次開機(jī)后，或因急停、意外斷電等原因而重新啟動時，都必須先進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以消除機(jī)床位置誤差。進(jìn)行回參考點(diǎn)（機(jī)床回零）操作，即建立了機(jī)床坐標(biāo)系。

（2）工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）是編程人員在編程時使用的，是編程人員以工件圖樣的某一點(diǎn)為原點(diǎn)所建立的坐標(biāo)系。為了編程和計算方便，我們一般把工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)置在工件的左端面或右端面，但是考慮到對刀方便和安全退刀等問題，一般將程序中的零點(diǎn)設(shè)置在工件右端面的回轉(zhuǎn)中心上，這樣一來，在試切端面時就不用考慮工件的長度了，并且在程序中只要讓Z>0，就可以保證刀尖位于工件之外，這個對于內(nèi)孔刀具的安全退刀非常重要。

（3）機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床唯一的基準(zhǔn)，我們只要確定隨著工件的不同而變化的工件坐標(biāo)系的程序原點(diǎn)在唯一的機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，獲得基準(zhǔn)刀程序原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值和確定非基準(zhǔn)刀的刀偏置值就可以順利加工了，這通常在接下來的對刀過程中完成。

2 對刀方法與技巧

2.1 試切法

選好加工時所需的刀具，安裝完成后，使機(jī)床返回參考點(diǎn)，當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)系顯示X軸和Z軸坐標(biāo)為零時說明回零完成，此時首先用手動方式，移動刀架靠近工件，然后使主軸正轉(zhuǎn)，在改用“手輪”方式沿Z軸方向試切一段直徑，然后沿Z軸方向退刀（此時不能改變X軸方向的機(jī)床坐標(biāo)值），主軸停止轉(zhuǎn)動后，用游標(biāo)卡尺測量剛才試切的直徑，然后在機(jī)床操作面板上依次點(diǎn)擊“刀具補(bǔ)償”-“刀偏表”在所對應(yīng)的刀具號的“試切直徑”一欄中輸入所測量的直徑值然后保存，此時數(shù)控系統(tǒng)會自動計算出對應(yīng)刀具的“X偏置值”，然后轉(zhuǎn)動主軸采用“手輪”方式移動刀架，沿X軸方向試切工件端面，然后沿X軸方向退刀（此時不可改變Z軸方向的機(jī)床坐標(biāo)值），此時在機(jī)床操作面板上依次點(diǎn)擊“刀偏表”-“試切長度”然后在對應(yīng)的刀號欄中輸入“O”即可，至此，第一把刀就對刀完成了，再對下面幾把刀時，直接用刀尖輕輕碰一下一號刀試切的直徑處，然后在“試切直徑”一欄中輸入與一號刀一樣的直徑值就可以了，然后對Z方向時用刀尖輕輕碰一下工件端面，在“試切長度”一欄中輸入“O”就可以了，對其它刀具只要執(zhí)行相同的過程即可。

2.2 G92設(shè)置工件零點(diǎn)

用外圓車刀先試車一外圓，然后把刀具沿Z軸正方向退刀停車，測量外圓直徑并記錄，然后在機(jī)床操作面板上點(diǎn)擊“刀具補(bǔ)償”-“刀偏表”-“X軸置零”，然后手動將刀具移至端面，并切端面至X軸坐標(biāo)顯示為測量的外圓直徑值的一半處，此時刀具剛好位于回轉(zhuǎn)中心上，選擇MDI方式輸入G92 X0 Z0，按“ENTER”鍵，把當(dāng)前點(diǎn)設(shè)置為零點(diǎn)，再在MDI方式下輸入G00 X50 Z50，使刀具離開工件進(jìn)行加工，這時程序開頭應(yīng)為：G92 X50 Z50。在執(zhí)行G92指令時，若刀具當(dāng)前點(diǎn)不在對刀點(diǎn)上，則加工原點(diǎn)與程序原點(diǎn)不重合，加工出的產(chǎn)品就有誤差或報廢，甚至出現(xiàn)危險。

2.3 用G54～G59設(shè)置工件零點(diǎn)

首先在手動方式下用外圓車刀試切外圓，然后沿Z軸方向退刀停車，用游標(biāo)卡尺測量切削處外圓直徑，根據(jù)測量的外圓直徑與當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)系中X軸坐標(biāo)值，計算出X0時的機(jī)床坐標(biāo)，例如：測量外圓直徑為38.5，此時的機(jī)床X坐標(biāo)為-115.850，可得工件坐標(biāo)系X0所在的機(jī)床坐標(biāo)為-115.850+（-38.5）=-154.35，記下此時的坐標(biāo)值；然后用外圓車刀再車端面，沿X軸方向退刀停車，記錄此時Z軸機(jī)床坐標(biāo)系值，假設(shè)為-168.265；此時，也就有了G54坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置為X-154.35 Z-168.265。然后在操作面板上點(diǎn)擊“設(shè)置”-“坐標(biāo)系設(shè)定”-“G54坐標(biāo)系”輸入X-154.35 Z-168.265，G54坐標(biāo)系設(shè)置完成，在調(diào)用完工件坐標(biāo)系后可用G53命令清除。

3 實(shí)用小技巧

（1）當(dāng)重復(fù)加工同一零件時，在刀具裝夾位置沒有改變的情況下，可以不用重新對刀，只需在“單段”運(yùn)行模式下，將刀架移到程序起刀點(diǎn)處，然后將工件右端面靠近刀具裝夾就可以了，但在加工時，程序里要編入平端面的程序。（2）當(dāng)使用同一機(jī)床加工不同零件時，如果所需加工的零件長短發(fā)生變化而刀具位置沒有改變的情況下，重新對刀的時候可以不用對X軸，只用對Z軸方向即可。

上述各種對刀方法是我們在深入理解對刀原理的基礎(chǔ)上并通過長期實(shí)踐所得的總結(jié)，教學(xué)實(shí)踐表明，這些方法簡便、實(shí)用，容易被學(xué)生掌握。

參考文獻(xiàn)

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[2]李峰.數(shù)控車床的對刀方法和技巧[J].中國科技信息，2006，2：142.

收稿日期：2016-09-11

作者簡介：言帆（1987—），男，漢族，湖北武漢人，本科生，畢業(yè)于武漢大學(xué)，就職于長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用。