數(shù)控車床對(duì)刀原理分析及一些基本的試切對(duì)刀方法

　　對(duì)刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下，對(duì)刀的精度可以決定零件的加工精度，同時(shí)，對(duì)刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。僅僅知道對(duì)刀方法是不夠的，還要知道數(shù)控系統(tǒng)的各種對(duì)刀設(shè)置方式，以及這些方式在加工程序中的調(diào)用方法，同時(shí)要知道各種對(duì)刀方式的優(yōu)缺點(diǎn)、使用條件等。

　　一、為什么要對(duì)刀

　　一般來(lái)說(shuō)，零件的數(shù)控加工編程和上機(jī)床加工是分開(kāi)進(jìn)行的。數(shù)控編程員根據(jù)零件的設(shè)計(jì)圖紙，選定一個(gè)方便編程的坐標(biāo)系及其原點(diǎn)，我們稱之為程序坐標(biāo)系和程序原點(diǎn)。程序原點(diǎn)一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此又稱作工件原點(diǎn)。

　　數(shù)控車床通電后，須進(jìn)行回零（參考點(diǎn)）操作，其目的是建立數(shù)控車床進(jìn)行位置測(cè)量、控制、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn)，該點(diǎn)就是所謂的機(jī)床原點(diǎn)，它的位置由機(jī)床位置傳感器決定。由于機(jī)床回零后，刀具（刀尖）的位置距離機(jī)床原點(diǎn)是固定不變的，因此，為便于對(duì)刀和加工，可將機(jī)床回零后刀尖的位置看作機(jī)床原點(diǎn)。

　　在圖1中，O是程序原點(diǎn)，O'是機(jī)床回零后以刀尖位置為參照的機(jī)床原點(diǎn)。

　　編程員按程序坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制刀具（刀尖）的運(yùn)行軌跡。由于刀尖的初始位置（機(jī)床原點(diǎn)）與程序原點(diǎn)存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實(shí)際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離，因此，須將該距離測(cè)量出來(lái)并設(shè)置進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　所謂對(duì)刀，其實(shí)質(zhì)就是側(cè)量程序原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移距離并設(shè)置程序原點(diǎn)在以刀尖為參照的機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

　　二、試切對(duì)刀原理

　　對(duì)刀的方法有很多種，按對(duì)刀的精度可分為粗略對(duì)刀和精確對(duì)刀；按是否采用對(duì)刀儀可分為手動(dòng)對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀；按是否采用基準(zhǔn)刀，又可分為絕對(duì)對(duì)刀和相對(duì)對(duì)刀等。但無(wú)論采用哪種對(duì)刀方式，都離不開(kāi)試切對(duì)刀，試切對(duì)刀是最根本的對(duì)刀方法。

　　以圖2為例，試切對(duì)刀步驟如下：

　　①在手動(dòng)操作方式下，用所選刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件外圓，然后向Z正方向退刀后，用卡尺或者千分尺測(cè)量試切過(guò)的工件直徑，并記下記為Xa。然后輸入刀補(bǔ)中的測(cè)量畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)中（注意：應(yīng)該輸入X：1000*Xa）；

　?、趯⒌毒哐兀玓方向退回到工件端面余量處一點(diǎn)（假定為α點(diǎn)）切削端面，同上在刀補(bǔ)中的測(cè)量畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)中輸入Z:0；

　　此為程序原點(diǎn)O設(shè)在工件端面。

　　三、程序原點(diǎn)（工件原點(diǎn)）的設(shè)置方式

　　在數(shù)控系統(tǒng)中，有以下幾種設(shè)置程序原點(diǎn)的方式：①設(shè)置刀具偏移量補(bǔ)償；②用G50設(shè)置刀具起點(diǎn)；程序原點(diǎn)設(shè)置是對(duì)刀不可缺少的組成部分。每種設(shè)置方法有不同的編程使用方式、不同的應(yīng)用條件和不同的工作效率。各種設(shè)置方式可以組合使用。

　　(1)設(shè)置刀具偏移量補(bǔ)償車床的刀具補(bǔ)償包括刀具的“刀補(bǔ)”補(bǔ)償參數(shù)和“測(cè)量”補(bǔ)償參數(shù)，兩者之和構(gòu)成車刀偏移量補(bǔ)償參數(shù)。試切對(duì)刀獲得的偏移一般設(shè)置在“測(cè)量”補(bǔ)償參數(shù)中。

　　試切對(duì)刀并設(shè)置刀偏步驟如下：

　?、儆猛鈭A車刀試車-外圓，沿＋Z軸退出并保持X坐標(biāo)不變。

　?、跍y(cè)量外圓直徑，記為φ。

　　③按“OFSET SET”（刀補(bǔ)畫(huà)面設(shè)置）鍵→進(jìn)入“測(cè)量”補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號(hào)相對(duì)應(yīng)的位置后(如：T01，一號(hào)刀具)，輸人X1000φ（注意：此處的φ代表直徑值，而不是符號(hào)，以下同）

　?、軐⒌毒咭频桨踩恢茫ㄗ儎?dòng)X向），進(jìn)行X向的復(fù)查，錄入右邊程序（O100）后執(zhí)行，再手動(dòng)方式，主軸轉(zhuǎn)起，沿Z軸移動(dòng)刀具，觀察。

　　刀具是否切到工件，如切到很少。

　　或刀具與工件以摩擦方式通過(guò)，則設(shè)置正確。

　　⑤用外圓車刀試車工件端面，沿＋X軸退出并保持Z坐標(biāo)不變。

　?、薨础癘FSET SET”（刀補(bǔ)畫(huà)面設(shè)置）鍵→進(jìn)人“測(cè)量”補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號(hào)相對(duì)應(yīng)的位置后，輸人Zo。

　?、邔⒌毒咭频桨踩恢茫ㄗ儎?dòng)Z向），進(jìn)行Z向的復(fù)查，錄入右邊程序（O200）后執(zhí)行，再手動(dòng)方式，主軸轉(zhuǎn)起沿X軸移動(dòng)刀具，觀察刀具是否切到工件，如切到很少或刀具與工件以摩擦方式通過(guò)，則設(shè)置正確。

　?、嘣O(shè)置的刀具偏移量在數(shù)控程序中用T代碼調(diào)用。

　　⑨最后再調(diào)用右面邊程序（O300）進(jìn)行綜合原點(diǎn)復(fù)查：檢查刀尖是否在我們與圖紙上的原點(diǎn)一樣。

　　這種方式具有易懂、操作簡(jiǎn)單、編程與對(duì)刀可以完全分開(kāi)進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在各種組合設(shè)置方式中都會(huì)用到刀偏設(shè)置，因此在對(duì)刀中應(yīng)用最為普遍。

　　(2)用G50設(shè)置刀具起點(diǎn)（復(fù)查原點(diǎn)方式同上）

　?、儆猛鈭A車刀試車一段外圓，沿＋Z軸退至端面余量?jī)?nèi)的一點(diǎn)（假定為a點(diǎn)）。

　?、跍y(cè)量外圓直徑，記為φ。

　　③選擇“MDI”（錄入）模式，輸人G50 Xφ。按“啟動(dòng)”按鈕

　　④切端面到中心（程序原點(diǎn)）。

　?、葸x擇“MDI”（錄入）模式，輸入G50Z0，按“啟動(dòng)”按鈕。

　?、藜庸こ绦虻拈_(kāi)頭G50后面不能跟任何X，Z值，在另起一行錄入G00   X100 Z150，這樣刀具就會(huì)以G00速度快速移到離我們剛設(shè)置的原點(diǎn)的X100 Z150位置上，這就是我們所說(shuō)的刀具起刀點(diǎn)。

　　注意：運(yùn)行程序前要先將基準(zhǔn)刀移到設(shè)定的位置。在用G50設(shè)置刀具的起點(diǎn)時(shí)，一般要將該刀的刀偏值設(shè)為零。

　　此方式的缺點(diǎn)是起刀點(diǎn)位置要在加工程序中設(shè)置，且操作較為復(fù)雜。但它提供了用手工精確調(diào)整起刀點(diǎn)的操作方式，有的人對(duì)此比較喜歡。此種方式就是相當(dāng)于把我們的機(jī)械坐標(biāo)系平移了一樣，平移到了我們的工件坐標(biāo)系里，當(dāng)我們進(jìn)行回零后，就又得重新對(duì)刀和設(shè)置。

　　四、多刀對(duì)刀相關(guān)知識(shí)介紹

　　數(shù)控系統(tǒng)多刀對(duì)刀的組合設(shè)置方式有：①絕對(duì)對(duì)刀；②基準(zhǔn)刀G50相對(duì)刀偏。

　　(1)絕對(duì)對(duì)刀所謂絕對(duì)對(duì)刀即是用每把刀在加工余量范圍內(nèi)進(jìn)行試切對(duì)刀，將得到的偏移值設(shè)置在相應(yīng)刀號(hào)的偏置補(bǔ)償中；這種方式思路清晰，操作簡(jiǎn)單，各個(gè)偏移值不互相關(guān)聯(lián)，因而調(diào)整起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單，所以在實(shí)際加工中得到廣泛應(yīng)用。

　　(2)相對(duì)對(duì)刀所謂相對(duì)對(duì)刀即是選定一把基準(zhǔn)刀，用基準(zhǔn)刀進(jìn)行試切對(duì)刀，將基準(zhǔn)刀的偏移用G50,將基準(zhǔn)刀的刀偏補(bǔ)償設(shè)為零，而將其它刀具相對(duì)于基準(zhǔn)刀的偏移值設(shè)置在各自的刀偏補(bǔ)償中。