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

一般來說,，數(shù)控加工零件的編程和加工是分開進(jìn)行的,。數(shù)控編程員根據(jù)零件的設(shè)計圖紙,，選定一個方便編程的工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計基準(zhǔn)重合,，在工件坐標(biāo)系下進(jìn)行零件加工程序的編制,。

1,、對刀原理

     對刀時,，應(yīng)使指刀位點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合，所謂刀位點(diǎn)是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),，對于車刀來說,，其刀位點(diǎn)是刀尖。對刀的目的是確定對刀點(diǎn),，在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值,，測量刀具的刀位偏差值。對刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接影響加工精度,。在實際加工工件時,，使用一把刀具一般不能滿足工件的加工要求，通常要使用多把刀具進(jìn)行加工,。在使用多把車刀加工時,，在換刀位置不變的情況下，換刀后刀尖點(diǎn)的幾何位置將出現(xiàn)差異,，這就要求不同的刀具在不同的起始位置開始加工時,，都能保證程序正常運(yùn)行。

為了解決這個問題,，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)配備了刀具幾何位置補(bǔ)償?shù)墓δ?，利用刀具幾何位置補(bǔ)償功能，只要事先把每把刀相對于某一預(yù)先選定的基準(zhǔn)刀的位置偏差測量出來,，輸入到數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)補(bǔ)正欄指定組號里,，在加工程序中利用T指令，即可在刀具軌跡中自動補(bǔ)償?shù)毒呶恢闷?。刀具位置偏差的測量同樣也需通過對刀操作來實現(xiàn),。

生產(chǎn)廠家在制造數(shù)控車床，必須建立位置測量,、控制,、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn)點(diǎn)，該基準(zhǔn)點(diǎn)就是機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn),，也就是機(jī)床機(jī)械回零后所處的位置,。

數(shù)控機(jī)床所配置的伺服電機(jī)有絕對編碼器和相對編碼器兩種，絕對編碼器的開機(jī)不用回零，系統(tǒng)斷電后記憶機(jī)床位置,，機(jī)床零點(diǎn)由參數(shù)設(shè)定,。相對編碼器的開機(jī)必須回零，機(jī)床零點(diǎn)由機(jī)床位置傳感器確定,。

編程員按工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制的刀具運(yùn)行軌跡程序,，必須在機(jī)床坐標(biāo)系中加工，由于機(jī)床原點(diǎn)與工件原點(diǎn)存在X向偏移距離和Z向偏移距離,，使得實際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離,，因此，須將該距離測量出來并設(shè)置進(jìn)數(shù)控系統(tǒng),，使系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀具的運(yùn)動軌跡,，才能加工出符合零件圖紙的工件。這個過程就是對刀,，所謂對刀其實質(zhì)就是測量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移距離,，設(shè)置工件原點(diǎn)在以刀尖為參照的機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

2,、對刀方法

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

3.數(shù)控車床試車對刀方法

圖1

（1）如圖1,，夾持工件，換需要對的刀具到刀架當(dāng)前位,。

圖2

（2）如圖2,，在手動操作方式下，啟動主軸,，用當(dāng)前刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件外圓,，車的長度必須能夠方便測量，X軸不要移動,，沿Z的正方向退出來,，停主軸，測量所車的外圓尺寸Xa,，如圖3,。

圖3

（3）按“OFS/SET”鍵如圖4，按刀偏如圖5，將光標(biāo)移到與刀具號相對應(yīng)的位置后,，輸入“Xa”,，如圖6，按操作面板上的“刀具測量”,，再按顯示器下面的軟鍵“測量”,，在對應(yīng)的刀補(bǔ)位上生成對應(yīng)刀補(bǔ)值。

圖4

注意：刀具補(bǔ)償包括“磨損”和“形狀”補(bǔ)償兩部分,，刀偏分形狀和磨損,，刀尖的位置放在形狀里，尺寸的調(diào)整和刀具的磨耗放在磨損里,。兩者之和構(gòu)成車刀偏移量補(bǔ)償參數(shù),。如圖5顯示。

圖5
圖6

（4）如圖7在手動方式下,，再用該把刀去平工件端面,，平完端面后，沿X正方向退出來,，Z方向不動,，停主軸，測量工件原點(diǎn)到工件端面的距離Lz,。

圖7

（5）同（3）一樣,。按“OFS/SET”鍵，進(jìn)入“形狀”補(bǔ)償設(shè)定界面,，將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后,，輸入“Lz”，按操作面板上的“刀具測量”,，再按顯示器下面的軟鍵“測量”,，在對應(yīng)的刀補(bǔ)位上生成準(zhǔn)確的刀補(bǔ)值。

（6）當(dāng)前刀具對刀完畢好,，換程序中需要用到的其他刀具,，重復(fù)（1）到（5）過程，生成相應(yīng)的刀補(bǔ),。

1、加工中心對刀原理

對刀的實質(zhì)是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置,。對刀存在誤差,，對刀誤差在某種程度內(nèi)是允許產(chǎn)生的，也是不可避免的,，但卻可以盡量減少,。

對刀的準(zhǔn)確程度直接影響加工精度,，因此，對刀方法一定要與零件加工精度要求相適應(yīng),。當(dāng)零件加工精度要求過高時可采用千分表,。對刀時一般以機(jī)床主軸軸線與斷面的交點(diǎn)為刀位點(diǎn)，即假設(shè)基準(zhǔn)刀的刀長為0,，其他刀的長度就是其刀補(bǔ)值,，故無論采用哪種刀具對刀，結(jié)果都是機(jī)床主軸軸線與端面的交點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合,，利用機(jī)床的坐標(biāo)顯示確定對刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置,，從而確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的位置。再利用對刀儀確定其他刀的長度,，就解決了工件坐標(biāo)系確定問題和多刀加工時的刀補(bǔ)確定問題,。

2 .對刀方法

   在數(shù)控加工中，對刀的基本方法有試切法,、對刀儀對刀和自動對刀等,。本文以數(shù)控銑床為例，介紹幾種常用的對刀方法,。

2． 1 試切對刀法

   這種方法簡單方便,，但會在工件表面留下切削痕跡，且對刀精度較低,。如圖8所示,，以對刀點(diǎn)在工件表面中心位置為例采用雙邊對刀方式。

   圖8

1) 將工件通過夾具裝在工作臺上,，裝夾時,，工件的四個側(cè)面都應(yīng)留出對刀的位置。

2) 啟動主軸中速旋轉(zhuǎn),，快速移動工作臺和主軸,，讓刀具快速移動到靠近工件左側(cè)有一定安全距離的位置，然后降低速度移動至接近工件左側(cè),。

3) 靠近工件時改用微調(diào)操作(一般用0．01 mm) 來靠近,，讓刀具慢慢接近工件左側(cè)，使刀具恰好接觸到工件左側(cè)表面( 觀察,，聽切削聲音、看切痕,、看切屑,，只要出現(xiàn)一種情況即表示刀具接觸到工件)，再回退0．01 mm,。或者顯示頁面切換到相對坐標(biāo)顯示頁面,，將X坐標(biāo)值清零。

4) 沿z 正方向退刀，至工件表面以上,，用同樣方法接近工件右側(cè),，記下此時相對坐標(biāo)系中顯示的坐標(biāo)值，如－ 340． 500,。

5) 據(jù)此可得工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為-340.5/2 = -170.25,。然后向左移動機(jī)床到相對坐標(biāo)顯示為-170.25，此時主軸中心在工件坐標(biāo)系X0的位置,。

6)在OFFSET頁面,，在相應(yīng)的工件坐標(biāo)頁面G54-G59中輸入X0，按軟鍵測量,，即可生成X的工件原點(diǎn)坐標(biāo)值,，此值與此時的機(jī)械坐標(biāo)值一樣。

7）同理可測得Y工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,。

2.2 Z向?qū)Φ?/span>

1) 將刀具快速移至工件上方,。

2) 啟動主軸中速旋轉(zhuǎn)，快速移動工作臺和主軸,，讓刀具快速移動到靠近工件上表面有一定安全距離的位置,，然后降低速度移動讓刀具端面接近工件上表面。

3) 靠近工件時改用微調(diào)操作(一般用0.01 mm) 來靠近,，讓刀具端面慢慢接近工件表面( 注意刀具特別是立銑刀時最好在工件邊緣下刀,，刀的端面接觸工件表面的面積小于半圓，盡量不要使立銑刀的中心孔在工件表面下刀),，

a）使刀具端面恰好碰到工件上表面,，再將軸再抬高，記下此時機(jī)床坐標(biāo)系中的z 值,；

b）－ 140． 400,，則工件坐標(biāo)系原點(diǎn)W，在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為－ 140．400,；

c) 將測得的x,，y，z值輸入到機(jī)床工件坐標(biāo)系存儲地址G5*中( 一般使用G54 ～ G59 代碼存儲對刀參數(shù)),；

d) 進(jìn)入面板輸入模式(MDI) ,，輸入“G5* ”，按啟動鍵( 在自動模式下) ,，運(yùn)行G5* 使其生效,；

e) 檢驗對刀是否正確。

2． 3塞尺,、標(biāo)準(zhǔn)芯棒,、塊規(guī)對刀法

此法與試切對刀法相似,，只是對刀時主軸不轉(zhuǎn)動，在刀具和工件之間加人塞尺(或標(biāo)準(zhǔn)芯棒,、塊規(guī)) ,，以塞尺恰好不能自由抽動為準(zhǔn)，注意計算坐標(biāo)時這樣應(yīng)將塞尺的厚度減去,。因為主軸不需要轉(zhuǎn)動切削,，這種方法不會在工件表面留下痕跡，但對刀精度也不夠高,。

2． 3 采用尋邊器,、偏心棒和軸設(shè)定器等具對刀法操作步驟與采用試切對刀法相似，只是將刀具換成尋邊器或偏心棒,。這是最常用的方法,。效率高，能保證對刀精度,。

使用尋邊器時必須小心,，讓其鋼球部位與工件輕微接觸，同時被加工工件必須是良導(dǎo)體,，定位基準(zhǔn)面有較好的表面粗糙度,。z軸設(shè)定器一般用于轉(zhuǎn)移( 間接) 對刀法。

2． 4 轉(zhuǎn)移( 間接)對刀法

加工一個工件常常需要用到不止一把刀,，第二把刀的長度與第一把刀的裝刀長度不一樣,，需要重新對零，但有時零點(diǎn)被加工掉,，無法直接找回零點(diǎn),，或不容許破壞已加工好的表面，還有某些刀具或場合不好直接對刀,，這時候可采用間接找零的方法,。

a) 對第一把刀。

1) 對第一把刀的時仍然先用試切法,、塞尺法等,。記下此時工件原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)z1。第一把刀加工完后,，停轉(zhuǎn)主軸,。

2) 把對刀器放在機(jī)床工作臺平整臺面上(如虎鉗大表面) 。

3) 在手輪模式下,，利用手搖移動工作臺至適合位置,，向下移動主軸，用刀的底端壓對刀器的頂部,，表盤指針轉(zhuǎn)動,，最好在一圈以內(nèi)，記下此時軸設(shè)定器的示數(shù)并將相對坐標(biāo)軸清零,。

4) 確抬高主軸,，取下第一把刀。

b) 對第二把刀,。

1) 裝上第二把刀,。

2) 在手輪模式下，向下移動主軸,，用刀的底端壓對刀器的頂部,，表盤指針轉(zhuǎn)動，指針指向與第一把刀相同的示數(shù)A位置,。

3) 記錄此時軸相對坐標(biāo)對應(yīng)的數(shù)值z0(帶正負(fù)號) ,。

4) 抬高主軸，移走對刀器,。

5) 將原來第一把刀的G5*里的z1坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上z0( 帶正負(fù)號) ,，得到一個新的坐標(biāo)。

6) 這個新的坐標(biāo)就是要找的第二把刀對應(yīng)的工件原點(diǎn)的機(jī)床實際坐標(biāo),，將它輸人到第二把刀的G5*工作坐標(biāo)中,，這樣，就設(shè)定好第二把刀的零點(diǎn),。其余刀與第二把刀的對刀方法相同,。

注: 如果幾把刀使用同一G5*，則步驟5) ,，6) 改為把z0存進(jìn)二號刀的長度參數(shù)里,，使用第二把刀加工時調(diào)用刀長補(bǔ)正G43H02 即可。

2． 5 頂尖對刀法

a) x,，y 向?qū)Φ丁?/span>

1) 將工件通過夾具裝在機(jī)床工作臺上,，換上頂尖。

2) 快速移動工作臺和主軸,，讓頂尖移動到近工件的上方,，尋找工件畫線的中心點(diǎn)，降低速度移動讓頂尖接近它,。

3) 改用微調(diào)操作,，讓頂尖慢慢接近工件畫線的中心點(diǎn)，直到頂尖尖點(diǎn)對準(zhǔn)工件畫線的中心點(diǎn),，記下此時機(jī)床坐標(biāo)系中的x,，y坐標(biāo)值。

b) 卸下頂尖,，裝上銑刀,，用其他對刀方法如試切法,、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值。

6 百分表( 或千分表)對刀法( 一般用于圓形工件的對刀)

1) x,，y 向?qū)Φ?。將百分表的安裝桿裝在刀柄上，或?qū)俜直淼拇判宰谥鬏S套筒上,，移動工作臺使主軸中心線( 即刀具中心) 大約移到工件中心,，調(diào)節(jié)磁性座上伸縮桿的長度和角度，使百分表的觸頭接觸工件的圓周面,，(指針轉(zhuǎn)動約0. 1 mm) 用手慢慢轉(zhuǎn)動主軸,，使百分表的觸頭沿著工件的圓周面轉(zhuǎn)動，觀察百分表指針的便移情況,，慢慢移動工作臺的軸和軸,，多次反復(fù)后，待轉(zhuǎn)動主軸時百分表的指針基本在同一位置(表頭轉(zhuǎn)動一周時,，其指針的跳動量在允許的對刀誤差內(nèi),，如0. 02 mm) ，這時可認(rèn)為主軸的中心就是軸和軸的原點(diǎn),。

2) 卸下百分表裝上銑刀,，用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值,。