高云天 王學輝

（1、北華大學工程訓練中心，吉林 吉林 132021 2、中鋼集團吉林機電設備有限公司，吉林 吉林 132021）

對刀操作是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。對刀的準確性決定了零件的加工精度，同時，對刀速度還直接影響數(shù)控加工效率。筆者通過實踐探索，結合教學與加工實踐的經(jīng)驗，針對DASEN-3i 系統(tǒng)將試切對刀方法予以小結，供大家參考。

1 數(shù)控車床的對刀原理

對刀，就是在數(shù)控車床進行切削加工之前需要確定每一把刀具的刀位點在工件坐標系和數(shù)控車床坐標系中的位置，也就是求刀偏值。

利用數(shù)控機床加工零件，在工件坐標系尚未建立之前，數(shù)控機床僅僅能識別機床坐標系，而編程者從方便取值的角度出發(fā)，其程序的編制并不是建立在機床坐標系上;當把工件裝夾到機床上時，數(shù)控機床也就是數(shù)控系統(tǒng)并不知道工件在什么位置;要想完成零件加工就需要把工件所在的位置告訴數(shù)控機床也就是數(shù)控系統(tǒng)，即建立機床坐標系和工件坐標系之間的聯(lián)系。這個建立聯(lián)系的過程就是對刀操作。

1.1 數(shù)控車床坐標系--是指以機床原點為坐標原點所建立的坐標系。數(shù)控車床的機床原點通常取在卡盤前端面與主軸中心線交點處（如圖1 中O 點）。

1.2 數(shù)控車床參考點--是指刀架上某一固定點，即對刀參考點T 退離距機床原點O 最遠的一個固定點R 點。該R 點在機床出廠時已調(diào)試好，并將數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。因此機床參考點R 對機床原點O的坐標是一個已知數(shù)（如圖1）。開機之后，必先使數(shù)控車床進行"回零"操作，就是使刀架上對刀參考點T 與機床參考點R 重合。此時CRT 屏幕上顯示值X=0.000 Z=0.000。

1.3 工件坐標系（又稱為編程坐標系）--是指以工件原點（或稱編程原點）為坐標原點所建立的坐標系。編程坐標系，供編程用，是人為設置的。工件原點可以是工件上任意點，但為了編程，方便數(shù)值計算，一般數(shù)控車床編程原點選工件右端面或左端面與中心線交點作為工件原點（如圖1 中Op 點）。圖1 中XpOpZp 為工件坐標系。

1.4 起刀點B（又稱程序起點）--即刀具刀位點A （圖1 中車刀的刀位點為刀尖A 點）相對工件原點Op的位置，即刀具相對于工件運動的起始點。圖1 中B 點與A 點重合。工件坐標系的建立實際上是確定刀具起刀點相對于工件原點的坐標值的過程。

當工件坐標系建立以后，并未與機床坐標系發(fā)生任何聯(lián)系，此時，兩者仍然相互獨立，數(shù)控系統(tǒng)既不知道工件在機床中的位置，也不知道刀具刀位點A 在機床中的位置，即無法按所編程序正確加工，因此加工之前，必須確定刀具刀位點A 與機床坐標原點O 之間的關系，通常過用刀方法來實現(xiàn)。

2 常見的對刀方法

在數(shù)控加工中，對刀的基本方法有三種:試切對刀、機外對刀儀對刀和自動對刀。

2.1 試切對刀

由于試切對刀法不需要任何的輔助設備，所以被廣泛地用于經(jīng)濟型數(shù)控車床中。其基本原理是通過每一把刀具對同一工件的試切削，分別測量出其切削部位的直徑和軸向偏移，分別計算出各刀具刀尖在X 軸和Z 軸的相對尺寸，從而確定各刀具的刀補量。試切對刀時工件被安裝在卡盤上。機床坐標系與工件坐標系一般不重合。對刀的目的就是要將刀尖對準編程原點（加工原點）。以工件右端面中心為編程原點，具體對刀步驟如下：

（1）在電動四工位刀架上裝四把車刀:1號刀為90 °外圓精車刀、2號刀為90 °外圓粗車刀、3號刀為切斷刀、4號刀為60 °螺紋刀。開機后先進行手動機床回參考點操作，然后將一工件毛坯夾持于三爪卡盤上，啟動車床主軸S=800，按下數(shù)控面板TOOLPARAM 鍵，選中"刀長"以手動方式進行對刀。

（2）將1號車刀刀尖輕輕切削工件外圓（如圖2--a），然后X 向不動，Z 向退出車刀，停下主軸，用游標卡尺測的工件右端直徑 32.16，然后在刀補表中記下（1）X（32.16），按 INPUT鍵確認，即完成了1號刀X 軸方向的對刀操作；將1號車刀刀尖輕輕切削工件右端面，然后Z向不動，X 向退出車刀，可以不停主軸記下（1）Z（0），按INPUT 鍵確認，即完成了1號刀Z軸方向的對刀操作。

（3）退刀換2號，將刀尖分別輕輕接觸工件的右端部外表面和右端面，在刀補表中分別記下（2）X（32.16）；（2）Z（0），即完成了粗車刀的對到操作。用同樣的方法可以完成切斷刀的對刀操作。對刀時使每把刀接觸工件的程度盡可能統(tǒng)一，可有效提高試切對刀的精度。

（4）在對60 °螺紋刀Z 軸時，由于螺紋刀的刀尖不能接觸到工件的右端面，只要保證工件的右端面與螺紋刀的中心線在一條直線上即可。

2.2 機外對刀儀對刀

機外對刀的本質是測量出刀具假想刀尖點到刀具臺基準之間X 及Z 方向的距離。利用機外對刀儀可將刀具預先在機床外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸入相應刀具補償號即可以使用.如圖3 所示。

2.3 自動對刀

自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標值，并自動修正刀具補償值。自動對刀過程，如圖4 所示。

3 結論

上述各種對刀方法，是筆者在深入理解對刀原理并結合DASEN 系統(tǒng)的特點的基礎上進行的全面總結，所有方法均已通過實踐驗證。教學實踐表明，試切對刀方法簡便、實用、有效，能滿足數(shù)控車技能考證和工業(yè)生產(chǎn)的精度要求。不僅適合DASEN-3i 系統(tǒng)教學型數(shù)控車床，也適合生產(chǎn)型數(shù)控車床，具有一定的推廣價值。

[1]耿德旭.先進制造技術實習教材[M].吉林：吉林大學出版社，2007.12

[2]李健龍.數(shù)控車床的對刀方法及其應用[J].《裝備制造技術》，2007，（5）

[3]陳光明，吳洪彬.數(shù)控車床的對刀原理及對刀方法[J].《機床與液壓》，2003，（3）