利用磨耗實現(xiàn)數(shù)控車床快速對刀方法的研究

鐘如全

(四川信息職業(yè)技術(shù)學院，四川廣元628017)

數(shù)控車床對刀是加工前必須的準備工作，要求對刀精確、快捷。數(shù)控車床對刀的精度直接關(guān)系到零件的精度，對刀的熟練程度則影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，尤其是在單件生產(chǎn)中更加突出。所以，提高數(shù)控車床的對刀速度，則能提高產(chǎn)品的加工效率。作者利用磨耗減化對刀，實現(xiàn)數(shù)控車床的快速對刀，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

1 對刀原理

圖1 零件一

對刀的目的主要是為了建立工件坐標系和確定刀具長度偏差，即確定編程坐標系原點在機床坐標系中的位置。目前有試切法對刀和采用對刀儀對刀兩種方法。試切法對刀是實際中應用最多的一種對刀方法。

加工如圖1所示的零件，至少用到3把刀，即外圓車刀、切槽刀和螺紋車刀，以右端面為編程原點。現(xiàn)以外圓車刀對刀為例進行試切法對刀步驟的說明。基本所有數(shù)控車床試切法對刀都在工件和刀具裝夾完畢后，驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)完成下面兩個步驟:

(1)移動刀具試切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不變，沿X方向退刀，并在FANUC系統(tǒng)中的【工具補正/形狀】界面下，在 Z坐標下輸入“Z0”，按下【測量】，則Z方向的刀偏就輸入到系統(tǒng)中，如圖2所示。

圖2 【工具補正/形狀】界面

(2)移動刀具至工件試切一段外圓，然后保持X坐標不變，向Z軸移動使刀具離開工件，測量試切后的工件外圓直徑為d，并在FANUC系統(tǒng)中的【工具補正/形狀】界面下，在X坐標下輸入“Xd”，按下【測量】，則X方向的刀偏就輸入到系統(tǒng)中，如圖2所示。

其他兩把刀具的對刀重復以上步驟即能完成。

2 利用磨耗實現(xiàn)快速對刀的方法和步驟

在數(shù)控車床中，磨耗值一般用于加工完首件后，測量發(fā)現(xiàn)尺寸有出入，如果不想更改程序的條件下，微調(diào)磨耗值保證零件加工的精度;或者用處更多的是，加工了一段時間后，刀具發(fā)生了損耗，但還能使用，為了保證加工尺寸，則微調(diào)磨耗值同樣能保證零件加工的精度。然而，若在進行單件生產(chǎn)時，由于每件零件都要進行對刀，故效率非常低，但若利用好磨耗，同樣能夠減化對刀，提高對刀的速度。

由于數(shù)控車床在加工零件時，大部分零件的加工刀具基本上變化不大，一般都是用外圓車刀、切槽刀、螺紋車刀、內(nèi)孔車刀等就可以完成，所以刀具安裝好后基本上不需要更換刀體，若刀片磨損則更換刀片就行。若加工第一件工件時這些刀具的對刀都處理好了，則加工第二件工件時不需要重新對3把刀，而只要用一把刀對刀就能解決問題。加工如圖3所示的零件，同樣要用到3把刀(外圓車刀、切槽刀和螺紋車刀)，如果采用一般的方法，則要將3把刀重新全部對刀后才能加工，但這樣的效率比較慢。若采用磨耗減化對刀的方法，只需要將其中一把刀重新對刀，其他的刀都不再需要對刀了。

圖3 零件二

下面就是利用磨耗減化對刀的步驟和方法:

(1)以其中的一把刀作為基準刀 (如外圓車刀)，進行Z方向的對刀。移動刀具試切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不變，沿X方向退刀，并記錄下此時的機床坐標系中的Z坐標值。

(2)將剛記錄下的Z坐標值與上次對刀中的Z偏置中的Z值相減，將兩次的差值作為刀具長度磨耗值輸入到對應刀號的磨耗中，如圖4所示。其他兩把刀的差值同樣處理。例如在加工圖1所示零件時，外圓車刀的Z向偏置值為106．170，而加工圖3所示零件時對刀的Z方向機床坐標值為121．132，故在Z向磨耗中應輸入14．962，而其他刀具同樣相差這么多，故其他兩把刀的Z方向磨耗同樣是14．962。

(3)在X方向上由于都是以零件的軸線建立編程坐標系，故不管怎么變化，X方向的刀偏值始終不變，故磨耗值都為0。

圖4 【工具補正/磨耗】界面

3 結(jié)論

總之，利用磨耗實現(xiàn)車床的快速對刀，可以總結(jié)為如下的公式:

此處Z2為第二次對刀時Z方向的機床坐標值，Z1為第一次對刀時的刀偏值，L長度為對刀時刀位點與編程坐標系原點的Z向距離 (如果圖2以左端為編程原點，則L長度應為80)，則在圖4的【工具補正/磨耗】界面下，在Z坐標磨耗下應輸入Z磨耗。同樣，在其他刀具的Z坐標磨耗下相應地輸入Z磨耗。從以上可以看出:在進行單件或小批量生產(chǎn)時，采用磨耗對刀的方法能夠快速地實現(xiàn)車床的對刀，提高生產(chǎn)效率。

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