數控車床試切對刀法的分析與應用

崔毅 李可欣

摘 要：數控車床編程的時候，設定的工件坐標系原點在工件上，而數控車床不知道工件坐標系原點在哪里，只知道機床坐標系原點，所以要對刀。數控車床的對刀方法有三種，試切削對刀法、機械對刀法和光學對刀法三種。本文以華中世紀星HNC-22T數控車床為例，主要介紹數控車床試切對刀法的目的、方法、對刀步驟等，對實際加工的一定的指導意義。

關鍵詞：數控車床；精確對刀；試切對刀法

數控車床對刀的目的是告訴數控系統：工件坐標系與機床坐標系原點之間的偏差值是多少，因為數控系統知道機床坐標系原點，所以就等于告訴數控系統工件坐標系原點在哪里。數控車床的對刀方法有三種，試切削對刀法、機械對刀法和光學對刀法三種。其中以試切對刀法應用的最為廣泛，它不僅滿足精度的要求，且操作方便，是非常實用的對刀方法。

一、數控車床試切對刀法的對刀思路

先把準備好的工件坯料和刀具按具體需要裝夾好，設置好車床的轉速和相關參數，驅動主軸正向旋轉。再利用手輪模式控制刀架移動，并試切工件坯料一段外圓（8～10mm），然后在保持X軸坐標不變的前提下，利用手輪沿Z軸方向快速移動刀具離開工件，待車床主軸停止轉動后用相關量具測量出該段試切外圓的直徑，并將此數據輸入到“刀具補償”參數中的對應刀號“試切直徑”中，系統會自動調整相關數據并得到工件坐標系X原點的位置。最后利用手輪模式控制刀具移動并試切工件坯料一端端面，利用手輪沿X軸方向快速移動刀具離開工件，并在“刀具補償”參數中的對應刀號“試切長度”輸入“0”，系統會自動調整相關數據并可得到工件坐標系Z原點的位置。

二、數控車床試切對刀法的對刀步驟

手動試切對刀中，如果確定了一把基準刀，且在刀偏表中輸入它的刀偏置為零，而且非基準刀相對于基準刀有一定的刀偏置，這種試切對刀方法叫相對刀偏法對刀。每一把刀具都獨立建立自己的補償偏置值，即在刀偏表中每把切削刀都有刀偏置。這種對刀方法方便檢查對刀的準確性和監控設備安全性，在教學實習應用更廣泛。但必須注意的是，機床在對刀前必須先回機械零點。

（1）確認刀具是否是1號刀。（2）試切削：用“手輪”模式控制刀具車削工件右端面。

（3）沿+X方向快速退刀，并使主軸停止轉動（不要在+Z方向上移動刀架）；（4）在刀偏表的#0001刀偏號中的試切長度一欄輸入0（0表示端面在工作坐標系的Z坐標為零）；（5）用“手輪” 模式控制刀具車削工件外圓；（6）沿+ Z方向快速退刀，并使主軸停止轉動（不要在+ X方向上移動刀架）；（7）測量工件坯料車削后的外圓直徑d；（8）在刀偏表的#0001刀偏號中的試切直徑一欄輸入d，第一把刀對刀結束。而2號刀、3號刀及4號刀，與1號刀的對刀步驟相同。在刀偏表中只需要輸入試切直徑和試切長度，各刀的X、Z偏置隨后自動產生。

三、數控車床試切對刀法的典型應用

數控車床的對刀操作，是為了之后的工件加工而做準備的。那我們以下面的例子來分析一下，對刀在工件加工的作用。此工件毛坯尺寸是Φ26×62，材質為45#鋼，所使用的刀具有：1號刀為90°外圓車刀、2號刀為切斷刀、3號刀為普通螺紋刀。

（一）工藝分析

（1）工件的總長為60，最大直徑為Φ24，從圖上分析可知，此工件須兩頭加工。

（2）此工件左側有階梯和槽，在中間還有M24的螺紋，故左側不方便裝夾，須先加工右側，再調頭裝夾右側，加工左側。

（3）從圖中可知工件的尺寸精度要求較高，所用對刀法為手動試切對刀法。

（4）加工工藝： ①對刀，設好起刀點。②調用外圓尖刀，粗、精車出圓球SR6、外圓Φ14、Φ20的外圓并控制尺寸精度，再接著用切斷刀加工退刀槽，用螺紋車刀加工M24×1.5螺紋。③返回原點，換回粗車外圓車刀，消除刀補，結束程序。④掉頭加工另一頭，用開環銅片夾住Φ14的外圓并控制總長。⑤調用外圓尖刀，粗、精車出外圓Φ20、Φ24的外圓并控制尺寸精度，接著用切斷刀加工Φ19.5的槽，再加工R2的圓弧。⑥返回原點，換回粗車外圓車刀，消除刀補，結束程序。

（二）加工過程

①裝夾工件，伸出長度為48cm。

②裝刀：把三把刀分別裝在1、2、3號刀架上。

③對刀：分別用1、2、3號刀試切端面和外圓，設置好刀偏表，并用“X磨損”留好0.3的余量，為粗、精車做好準備。

④粗精加工圓球SR6、外圓Φ14、Φ20的外圓和M24螺紋的外徑。

⑤測量尺寸，調整“X磨損”的余量，再編輯程序，在G71之前加“；”，

⑥之后用1號刀精車一遍。

⑦調頭裝夾，用開環銅片包著Φ14外圓再夾緊，百分表打表，調整同軸度。

⑧加工端面，測量退刀槽端面到待加工端面長度（19.5）。對刀，分別用1、2號刀試切端面和外圓，設置好刀偏表，并用“X磨損”留好0.3的余量，為粗、精車做好準備。

⑨粗、精車出外圓Φ20、Φ24的外圓并控制尺寸精度。

⑩測量尺寸，調整“X磨損”的余量，再編輯程序，在G71之前加“；”，之后用1號刀精車一遍，最后用切斷刀加工Φ19.5的槽，再加工R2的圓弧。

四、結語

對刀操作是數控車床加工調試的關鍵所在，是保證車床正常運行的重要步驟。在實際操作中，深入了解對刀的原理和方法，能減少因機械原因造成的零件報廢，提高生產效率和零件的車削質量。

參考文獻：

[1]劉躍南.機床計算機數控及其應用.北京：機械工業出版社，1999.

[2]吳祖育.數控機床.上海：上海科學技術出版社，1994.

[3]李佳主.數控機床及應用.北京：清華大學出版社，2001.

作者簡介：崔毅（1982-），男，漢族，廣東佛岡人，本科，機械講師，研究方向為數控；李可欣（1981-），女，漢族，廣東韶關人，本科，機械講師，研究方向為機械。