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1、数控机床的对刀原理及常用的对刀方法 襄州区职教中心 杨建明摘要：对刀是数控加工中最重要的操作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。系统讲述了数控机床的对刀原理及常见的对刀方法。关键词：数控铣床对刀原理对刀方法 【引言】对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件等。 1对刀原理深入理解数控机床的对刀原理对于操作者保持清晰地对刀思路、熟练掌
2、握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有知道意义。对刀的目的是为了建立工件坐标系，直观的说法是，对刀是确立工件在机床工作台中的位置，实际上就是求对刀点在机床坐标系中的坐标。对于数控车床来说，在加工前首先要选择对刀点，对刀点是指用数控机床加工工件时，刀具相对于工件运动的起点。对刀点既可以设在工件上(如工件上的泌十基准或定位基准)，也可以设在夹具或机床上，若设在夹具或机床上的某一点，则该点必须与工件的定位基准保持一定精度的尺寸关系1。对刀时，应使指刀位点与对刀点重合，所谓刀位点是指刀具的定位基准点，对于车刀来说，其刀位点是刀尖。对刀的目的是确定对刀点(或工件原点)在机床坐标系中的绝对坐标值，测量刀具的
3、刀位偏差值。对刀点找正的准确度直接影响加工精度。在实际加工工件时，使用-巴刀具一般不能满足工件的加工要求，通常要使用多把刀具进行加工。在使用多把车刀加工时，在换刀位置不变的情况下，换刀后刀尖点的几何位置将出现差异，这就要求不同的刀具在不同的起始位置开始加工时，都能保证程序正常运行。为了解决这个问题，机床数控系统配备了刀具几何位置补偿的功能，利用刀具几何位置补偿功能，只要事先把每把刀相对于某_予页先选定的基准刀的位置偏差测量出来，输入到数控系统的刀具参数补正栏指定组号里，在加工程序中利用T指令，即可在刀具轨迹中自动补偿刀具位置偏差。刀具位置偏差的测量同样也需通过对刀操作来实现。2对刀方法在数控加
4、工中，对刀的基本方法有试切法、对刀仪对刀和自动对刀等。本文以数控铣床为例，介绍几种常用的对刀方法【23】。21试切对刀法这种方法简单方便，但会在工件表面留下切削痕迹，且对刀精度较低。 以对刀点(此处与工件坐标系原点重合)在工件表面中心位置为例采用双边对刀方式。a，)x，y向对刀。1)将工件通过夹具装在工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。2)启动主轴中速旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具快速移动到靠近工件左侧有定安全距离的位置，然后降低速度移动至接近工件左侧。3)靠近工件时改用微调操作(般用O01mm)来靠近，让刀具慢慢接近工件左侧，使刀具恰好接触到工件。 数控机床的对刀原理及常
5、用的对刀方法机械制造与自动化 对刀方式左侧表面(观察，斫切削声音、看切痕、看切屑，只要出现一种情况即表示刀具接触到工件)，再回退001mm。记下此时机床坐标系中显示的坐标值，如一240500。4)沿z正方向退刀，至工件表面以上，用同样方法接近工件右侧，记下此时机床坐标系中显示的坐标值，如一340500。5)据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中坐标值为一240500+(一340500)2=一290500。(6)同理可测得工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。b)z向对刀。1)将刀具快速移至工件上方。2)启动主轴中速旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具，决速移动到靠近工件上表面有一定安全距离的位置，
6、然后降低速度移动让刀具端面接近工件上表面。3)靠近工件时改用微调操作(一般用001mm)来靠近，让刀具端面慢陧接近工件表面(注意刀具特别是立铣刀时最好在工件边缘下刀，刀的端面接触工件表面的面积小于半圆，尽量不要使立铣刀的中心孔在工件表面下刀)，使刀具端面恰好碰到工件上表面，再将轴再拾高，记下此时机床坐标系中的z值，一140400，则工件坐标系原点W在机床坐标系中的坐标值为一140400。c)将测得的，y，z值输入到机床工件坐标系存储地址G5*中(般使用G54G59代码存储对刀参数)。d)进入面板输入模式(MDI)，输入“G5*”，按启动键(在自动模式下)，运行G5使其生效。e)检验对刀是否正确
7、。22塞尺、标准芯棒、块规对刀法此法与试切对刀法相似，只是对刀时主轴不转动j在刀具和工件之间加人塞尺(或标准芯棒、块规)，以塞尺恰好不能自由抽动为准，注意计算坐标时这样应将塞尺的厚度减去。 因为主轴不需要转动切削，这种方法不会在工件表面留下痕迹，但对刀精度也不够高。23采用寻边器、偏心棒和轴设定器等工具对刀法操作步骤与采用试切对刀法相似，只是将刀具换成寻边器或偏心棒。这是最常用的方法。效率高，能保证对刀精度。使用寻边器时必须小心，让其钢球部位与工件轻微接触，同时被加TI件必须是良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。z轴设定器般用于转移(间接)对刀法。24转移(间接)对刀法加工个工件常常需要用到
8、不止一把刀，第二把刀的长度与第把刀的装刀长度不一样，需要重新对零，但有时零点被加工掉，无法直接找回零点，或不容许破坏已加工好的表面，还有某些刀具或场合不好直接对刀，这时候可采用间接找零的方法。a)对第一把刀。1)对第_巴刀的时仍然先用试切法、塞尺法等。记下此时工件原点的机床坐标z1。第-巴刀加工完后，停转主轴。2)把对刀器放在机床工作台平整台面上(如虎钳大表面)。3)在手轮模式下，利用手摇移动工作台至适合位置，向下移动主轴，用刀的底端压对刀器的顶部，表盘指针转动，最好在一圈以内，记下此时轴设定器的示数并将相对坐标轴清零。4)确抬高主轴，取下第把刀。b)对第二把刀。1)装上第二把刀。2)在手轮模
9、式下，向下移动主轴，用刀的底端压对刀器的顶部，表盘指针转动，指针指向与第一把刀相同的示数A位置。3)记录此时轴相对坐标对应的数值z0(带正负号)。4)抬高主轴，移走对刀器。5)将原来第一把刀的G5车里的z1坐标数据加上zO(带正负号)，得到一个新的坐标。6)这个新的坐标就是要找的第二把刀对应的工件原点的机床实际坐标，将它输人到第二把刀的G5*工作坐标中，这样，就设定好第二把刀的零点。其余刀与第二把刀的对刀方法相同。注：如果几把刀使用同一G5*，则步骤5)，6)改为把zO存进二号刀的长度参数里，使用第二把刀加工时调用刀长补正G43t_f02即可。25顶尖对刀法a)x，y向对刀。1)将工件通过夹具
10、装在机床工作台上，换上顶尖。2)快速移动工作台铂主轴，让顶尖移动到近工件的上方，寻找工件画线的中心点，降低速度移动让顶尖接近它。 3)改用微调操作，让顶尖慢慢接近工件画线的中，亡滴，直到顶尖尖点对准工件画线的中心点，记下此时机床坐标系中的，y坐标值。b)卸下顶尖，装上铣刀，用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到z轴坐标值。数控机床的对刀原理及常用的对刀方法Buildi rlg ALJtomatiorl，Aug20JO，39(4)：7375 26百分表(或干分表)对刀法(般用于圆形工件的对刀)1)，y向对刀。将百分表的安装杆装在刀柄上，或将百分表的磁I生座吸在主轴套筒上，移动工作台使主轴中心线(即
11、刀具中心)大约移到工件中心，调节磁f控上伸缩杆的长度和角度，使百分表的触头接触工件的圆周面，(指针转动约0。1mrTl)用手慢慢转动主轴，使百分表的触头沿着工件的圆周面转动，观察百分表指针的便移情况，慢慢移动工作台的轴和轴，多次反复后，待转动主轴时百分表的指针基本在同位置(表头转动一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如002rrlm)，这时可认为主轴的中心就是轴和轴的原点。2)卸下百分表装上铣刀，用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到z轴坐标值。26专用对刀器对刀法传统对刀方法有安全性差(如塞尺对刀，硬碰硬刀尖易撞坏)占用机时多(如试切需反复切量几次)，人为带来的随机性误差大等缺点，已经适
12、应不了数控加工的节奏，更不利于发挥数控机床的功能。用专用对刀器对刀有对刀精度高、效率高、安全性好等优点，把繁琐的靠经验保证的对刀工作简单化了，保证了数控机床的高效高精度特点的发挥，已成为数控加工机上解决刀具对刀不可或缺的种专用工具。参考文献：1陈志雄数控机床与数控编程技术M北京：电子工业出版社，20072华中数才全操作说明书Z武汉华中数控股份有限公司3任国兴主编数控铣床华中系统编程与操作实训M北京：中国劳动社会保障出版社20091 014通过机床附带的后处理程序后即可得到控制机床运行的代码程序。创建刀轨选择的加工参数及其他加工信息汇总列在表1中。表1加工参数及其他加工信息加工设备加工工具直径m
13、m板料毛坯尺寸mm3切削连接方式数控渐进成形机床110x150128逐层加工成形材料逐层进刀量最大成形角润滑油某退火态铝板O2 6825 LECC30固定好板料，对好刀具后，将加工代码程序输入机床，既可实现壁板零件的自动加工成形。224成形零件机床加工完成后，得到实际零件。参考文献： 1松原茂夫板材逐次逆张出绞成形CIl平成7年度塑性加工春季讲演会论文集，调布：塑性加工会，1995：2092102莫建华，韩飞金属板料数字化渐进成形技术研究现状中国机械工程，2008，19(4)：4914973莫建华，叶春生，黄树魁技术钣金数控渐进成形J航空制造技术，2002(12)：21274航空制造工程手册总编委会航空制造工程手册一飞机钣金工艺M北京：航空工业出版社，1992：3974005常荣福飞机钣金零件制造技术M北京：国防工业出版社，1992：941176曾元松，黄遐大型整体壁板成形技术j航空学报，2008，29(3)：7217277曾元松，黄遐，李志强先进喷丸成形技术及其应用与发展j塑性工程学报，2006，13(3)：2328501507
