淺談避免數控車床發生撞刀的對策

茅海濤

摘要：在數控車床實訓操作中，撞刀是指刀具與工件或機床部件發生的碰撞，或者刀具在工件上非正常狀態的切削和嚴重干涉現象。本文通過總結和梳理，對在操作數控車床過程中發生的撞刀現象進行原因分析，并提出了避免數控車床發生撞刀的對策。

關鍵詞： ?數控車床刀具選擇;撞刀

引言

結合生產和教學的實際，總結分析了教學過程中學生操作數控車床的撞刀原因，并提出了相應的對策。對初學者的安全操作提出了建議和要求。

一、刀具選擇與安裝不當

1、教學用數控車床一般為經濟型車床，刀具需要手工安裝。刀具安裝不正確，過高或過低，刀尖未嚴格對準工件的旋轉中心，進行端面車削時，造成撞刀。

如圖1所示，由于刀尖沒有對準工件中心，造成工件中心部分無法車削掉，但刀架仍按程序要求向中心進給，以致撞刀。

對于數控車床，刀具安裝要求很嚴格，因為自動運行的特點，無法及時糾正安裝錯誤，會讓問題擴大化。因此，務必嚴格按規范裝刀。

2、選擇刀具時考慮不周到，造成刀桿或刀頭與工件發生干涉。

如圖2所示，（a）工件切斷或切槽時刀頭長度不夠，刀桿與工件相撞;（b） 車螺紋時沒有留下足夠的退刀槽，刀桿與工件端面相撞;（c）忽視了刀具切削角的影響，刀頭自由面與工件發生干涉[1]。

對策：在確定加工過程時，應對刀具作好全程規劃和細致考慮。如果工件形狀復雜，應考慮工件掉頭加工，以避免單向加工時需要使用過多的刀具，增加操作難度。

3、在工件加工過程中，因為某種原因中途換了刀桿或刀片，而沒有及時調整刀偏和刀補參數，重新加工時發生干涉。

對策：數控車床的刀具或刀片更換，應按照新安裝刀具的要求進行刀偏和刀補的計算工作。

二、錯誤的操作

程序的輸入與校驗在數控車床加工操作中是一個重要的環節，它主要是把輸入的加工程序用數字指令形式將加工過程中刀具的運行軌跡以最快的速度通過顯示面板顯示出來。然后觀察零件加工圖形是否正確，是否有危險指令，因此在操作中應注意以下幾個問題[2]。

1、將刀架移動到安全位置，按下鎖住機床和孔運行鍵進行空運行操作，主要觀察運行軌跡是否正確，程序中的刀號與機床的刀號是否一致。

2、經校驗后的程序如果沒有出現危險指令和錯誤，也沒有出現報警，校驗出的圖形也沒有問題，線別急于加工，要再檢查程序中的以下幾個方面：

（1） 刀號程序中是否有刀號

校驗程序中是否有刀號程序中是否有刀號，這一問題往往被忽視。校驗程序時沒有刀號，程序照樣加工運行，運行軌跡也正確。如果在實際加工中需要換刀加工而沒有重新調用刀號時，此時加工時仍然使用前一把刀進行加工，就會出現撞刀。

（2）換刀點是否安全

換刀點一般選在機床參考點上，但為了節省加工時的輔助時間減少空程序可就近選取，要依照刀具探出的長度和加工零件的尺寸來定。換刀點確定之前，要首先確定上一刀尖所在位置，并合理利用G00指令移動刀架到達換刀點的過程中，防止撞刀。

（3）G00指令、G01指令的使用是否正確

G00指令：快速定位（G00或G0）刀具以點位控制方式從當前所在位置快速移動到指令給出的目標位置。

三、零點偏置或刀具偏置應用錯誤

1、零點偏置思路混亂，或一時疏忽，造成絕對刀偏與相對刀偏混用。比如：用G54進行工件零偏后，某一把刀具的刀偏值仍保留了原始的絕對刀偏，在調用這把刀具時，發生嚴重的超程?；蛘弑緛碓O定使用絕對刀偏，卻在程序中誤用了G54等指令，且G54原有的偏置值沒有刪除，造成刀具超程碰撞[3]。

對策：在編程或工件加工前，必須選定一種刀具偏置方法（絕對刀偏或相對刀偏），不能混用。如果使用G54零點偏置，刀具則為相對刀偏。為防止刀具參數表殘留項目過多被錯誤調用，應將所有的刀具參數刪除或清零。按照刀具實際需要，一把一把安裝并設置刀偏值，用幾把刀，設幾把刀，且刀位號和刀具號連續并一一對應。選定一把刀作為基準刀（一般為1號外圓車刀）后，其它刀具的相對刀偏值均較小。如果發現某一把刀具的刀偏值過于懸殊（尤其是負值），必須進行判斷和調整。如果使用絕對刀偏法，要刪除不用的G54等偏置值，防止誤用。切記，工件原點偏置值和刀具偏置值是可以累加的。

2、使用G50設定工件坐標系的程序運行結束后，刀架沒有停在程序起點定義的初始位置，就再次啟動此程序加工，機床會以當前位置建立新的工件坐標系，導致程序地址與工件實際部位嚴重不符而撞刀。

對策：G50是一個比較特殊的建立工件坐標系的指令，它的工件坐標系是隨著坐標定義點而浮動的。如果想避免手工定位刀架的麻煩，必需掌握第二參考點的使用方法。如果不能適應G50的特點，不妨選用其它建立工件坐標系的方法，也能達到效果，且更安全些。

四、撞刀的其它預防

數控車床碰撞安全事故應以預防為主。作為機床操作者首先應熟悉數控系統的各種操作，掌握系統功能鍵，達到熟練操作，減少失誤，將誤操作的概率降至最低點;其次在編寫加工程序時，應根據工件特點進行，按工件的形狀及加工位置確定退刀和回零的順序是先退 X 向，還是先退Z向;再次應注意機床的保養，在平時加工后，絲杠，導軌應擦拭干凈，避免切屑等雜物夾在滾珠絲杠和導軌內，造成加工出現誤差，損傷導軌，影響加工;同時，操作人員還要掌握一些異常情況發生時緊急處理方法。如按暫停、急停及切斷電源等來最大限度的減少碰撞事故發生帶來的損失。

結論

以上的分析，只是數控車床撞刀原因的一部分，實際產生的原因可能會多種多樣，認真分析這些撞刀現象，可以吸取教訓，避免類似錯誤的發生。操作者務必要拓展思維，總結個人的操作經驗，發現自身不良工作習慣，及時糾正。對于數控車床上發生的的撞刀事故， 以粗心大意和一時疏忽為借口是不負責任的，一定要培養一種嚴密的編程思路，謹慎的操作習慣，細致的工作作風，防患于未然。探索進取，虛心向學一定能在加工技術上有所突破，操作技能可以迅速提高。

參考文獻

[1]鄧紅明.淺談數控車床加工撞刀現象及對策[J].科技信息f職教與成教版），2009（5）：64.

[2]李文君，周玲.數控車實訓教學中撞刀的原因及操作注意事項[J].職業，2009（23）24—27.

[3]孟生才，方革新，王華.數控機床編程和操作中的撞刀分析[J].機床與液壓，2010，38（12）：113—114.17E05FE1-08F9-4CCC-8ADA-1A1A410371C9