數控車床試切法對刀過程

　　數控車床試切法對刀過程

　　【摘 要】文章闡述了數控車床對刀原理，以FANUC 0i系統(tǒng)的GSK980TD型數控車床加工軸類零件為例，詳細地介紹了在G54工件坐標系環(huán)境下，試切對刀的對刀步驟和驗證對刀結果的方法，總結了注意事項并進行了誤差分析。

　　對掌握數控車床對刀技能具有實際指導意義。

　　【關鍵詞】數控車床;試切對刀;步驟;注意事項

　　在現(xiàn)代制造業(yè)中，數控機床的使用非常廣泛，它是利用計算機控制程序自動完成零件加工，效率和精度很高。

　　在加工前，必須對每把刀具進行對刀，如果對刀不正確，可能影響加工精度，撞壞刀具，損壞機床甚至發(fā)生安全事故。

　　1 對刀原理

　　數控車床對刀是確定刀具與工件之間的關系，建立工件坐標系，為后續(xù)加工做好準備。

　　在編程時需設定工件坐標系，它是以工件上的某一點為坐標原點建立起來的X-Z直角坐標系統(tǒng)。

　　G92指令對刀后基準刀刀位點恰好處于程序起點位置，這種方法便于檢查對刀的準確性和監(jiān)控設備安全性，在教學實習實訓中應用廣泛。

　　G54～G59指令對刀需將工件零點的機床坐標輸入到數控系統(tǒng)軟件的零點偏置寄存器參數中，但加工前刀架不必處于程序起點位置，便于批量生產，在生產中應用更廣泛。

　　目前，數控車床對刀最普遍和可靠的方法是試切對刀法。

　　這種方法直接用刀具試切工件來確定刀尖和工件的位置關系。

　　G54工件坐標系下的試切對刀，通常把編程原點設在工件的右端面中心、采用直徑編程。

　　水平方向為Z坐標，豎直方向為X坐標，工件的端面坐標值即為Z軸的數值，工件外圓直徑值即為X軸的數值。

　　對刀時，首先對工件右端面車削一次，此時刀尖離Z坐標距離為0，此處Z 坐標的值為0;當刀具車削工件外圓時，被車外圓的直徑值即為X坐標值。

　　2 對刀步驟

　　以FANUC 0i數控系統(tǒng)的GSK980TD數控車床加工直徑為50mm、長度為L(小于100mm)的軸類零件的對刀過程為例，準備好刀具(基準刀外圓車刀、切斷刀)，量具(游標卡尺)，裝夾工具(套筒扳手和加長桿)，以及工件毛坯。

　　用G54 G90指令試切對刀具體步驟如下：

　　(1)裝夾工件，工件伸出卡盤端面約(L+50)mm;

　　(2)裝夾刀具，基準刀外圓車刀裝入1號刀位，裝夾時，注意使刀尖與工件回轉中心平齊。

　　切斷刀裝入3號刀位，注意使刀體與X方向平行。

　　(3)在系統(tǒng)中設定為直徑編程方式;

　　(4)啟動主軸， MDI方式下手動輸入程序“MO3 S600”，按“循環(huán)啟動”鍵啟動主軸。

　　(5)開機后，機床回參考點，基準刀轉到工作位置;

　　(6)先對1號刀對刀。

　　第一步對Z方向對刀。

　　手動方式，快速移動刀架靠近工件，接近時，切換到手動脈沖模式，手輪移動刀尖靠近工件。

　　勻速進給，車端面，車完后，Z方向不動，沿X正方向勻速退出。

　　在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到1號刀位，輸入Z0，按“輸入”鍵。

　　第二步 對X方向對刀。

　　手輪移動刀尖靠近工件，勻速進給，車外圓。

　　車外后，X方向不動，沿Z正方向勻速退出。

　　停止主軸。

　　用游標卡尺測量被車外圓直徑49.20，在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到1號刀位，輸入X49.20， 按“輸入”鍵。

　　1號刀對刀結束，進行3號刀對刀。

　　(7)在操作面板上按“換刀”鍵手動換刀到3號刀位。

　　先對Z方向對刀。

　　手輪移動刀具，使左邊刀尖緩慢靠近工件端面，通過目測和耳聽觀察，當刀尖與端面恰好對齊時，Z方向對刀完成，Z方向不動，沿X正方向勻速退出。

　　在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到3號刀位，輸入Z0，按“輸入”鍵。

　　再對X方向對刀，手輪移動刀具緩慢靠近工件外圓，當刀刃與外圓恰好平齊時，X方向對刀完成，X方向不動，沿Z 正方向勻速退出。

　　在系統(tǒng)面板按“刀補”鍵，找到3號刀位，輸入X49.20， 按”輸入”鍵。

　　3號刀對刀結束。

　　(8)驗證對刀是否準確。

　　方法一，在MDI方式輸入程序T0101，按“循環(huán)啟動”鍵，刀架換到1號刀位。

　　按“位置”鍵，在面板上找到“絕對坐標”界面。

　　手輪移動刀具靠近工件，當刀尖與工件對齊時，觀察面板，Z顯示是否為0，X顯示是否為49.20，如果是，說明1號刀對刀正確。

　　方法二，手動輸入程序：G01 X100，Z100 ， 按“循環(huán)啟動”鍵，觀察刀具是否走到X100，Z100位置，面板顯示“絕對坐標”是否是X100，Z100。

　　如果是，說明1號刀對刀正確。

　　其余刀位的檢驗方法一樣。

　　3 對刀注意事項

　　(1)裝夾刀具時，各刀的刀位點應與主軸中心等高。

　　若二者等高，試切工件端面停車后，用手摸端面應感覺光滑，端面中心沒有尖點突出。

　　若二者不等高，應細微調整刀具墊片高度。

　　(2)對于直徑小于50mm、長度為50mm左右的小回轉體零件，編程時可作統(tǒng)一約定：

　　1)設定1號刀為90°外圓粗車刀(基準刀)，2號刀為2.5～5mm寬的切斷刀，3號刀為60°螺紋刀。

　　2)工件右端面與卡盤端面之間的裝夾長度近似為固定值100mm;

　　3)刀具伸出刀架的長度近似為固定值25mm;

　　4)統(tǒng)一采用直徑編程方式，工件零點選在工件的右端面中心。

　　對于其它尺寸的工件，假設其直徑為ΦD，長度為L，則只需改變上述條件2)中工件與卡盤端面的伸長約為(L+50)，其余條件不變或根據具體情況作適當調整。

　　(3)在輸入刀補時要注意其刀具補償號是否對應;

　　(4)驗證對刀結果時，換刀方式應為在MDI方式下輸入程序Txxxx的方式換刀，而不是手動換刀;

　　(5)試切端面和外圓結束后，注意退刀方向，避免撞刀。

　　4 誤差分析

　　在試切對刀過程中，存在系統(tǒng)誤差和人為誤差。

　　測量工件直徑時不可避免地存在人為測量誤差，導致工件零點的機床坐標計算不準確;非基準刀對刀時，也很難用目測將其刀尖與基準刀的試切點完全重合，因此非基準刀存在一定的刀偏置誤差。

　　此外，機床的定位精度和重復定位精度不高，會造成刀尖與工件試切點之間有微小的間隙。

　　針對上述誤差，應注意做好機床的日常保養(yǎng)和維護工作以確保機床精度，降低系統(tǒng)誤差;同時加強操作練習，減少人為誤差，提高生產效率。

　　【參考文獻】

　　[1]任小萍.數控車床對刀操作方法與技巧[J].價值工程，2012，31(23).

　　[2]宋理敏，張子祥.數控車床對刀[J].機床管理開發(fā)，2008，23(4).

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