羅力淵，閻勤勞，劉振超

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510800）

數(shù)控銑床是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下完成自動加工的,建立正確的坐標(biāo)系,并且通過對刀確定工件原點的位置,是準(zhǔn)確控制刀具的運動軌跡、保證加工品質(zhì)的前提。

1 對刀的基本原理

數(shù)控加工，是通過數(shù)控加工程序自動控制刀具相對工件的運動軌跡或位置來實現(xiàn)的。數(shù)控編程時，要建立工件坐標(biāo)系，刀具的運動是在工件坐標(biāo)系里進(jìn)行的；而在機(jī)床上加工工件時，刀具是在機(jī)床坐標(biāo)系中運動的。如何將兩個坐標(biāo)系聯(lián)系起來，使刀具按工件坐標(biāo)系的運動軌跡運動，其方法就是通過對刀來實現(xiàn)，即確定刀具刀位點在工件坐標(biāo)系中的起始位置，這個位置就稱為“對刀點”。對刀點是在數(shù)控機(jī)床上加工工件時刀具相對工件運動的起點，所以又稱為“起刀點”。又由于程序段從該點開始執(zhí)行，因而對刀點又稱為“程序起點”。

對刀點可選在工件上，也可選在工件外面，但必須與工件坐標(biāo)系的原點有一定的尺寸關(guān)系。為了提高加工精度，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對刀點。工廠常用的找正方法，是將千分表裝在機(jī)床主軸上，然后轉(zhuǎn)動機(jī)床主軸，以找正刀具的對刀點位置。對刀點的位置是以刀具的“刀位點”來表示的，刀位點是刀具上的一點，不同的刀具形狀，其刀位點的規(guī)定不同，如立銑刀和端銑刀，刀位點為其底面中心；球頭銑刀為球頭球心；車刀、鏜刀和鉆頭則為刀尖或鉆尖。

2 加工中心的對刀方法

2.1 用銑刀直接對刀

用銑刀直接對刀，就是在工件已裝夾完成并在主軸上裝入刀具后，通過手搖脈沖發(fā)生器（手輪）操作移動工作臺及主軸，使旋轉(zhuǎn)的刀具與工件的前（后）、左（右）側(cè)面及工件的上表面（如圖1）作極微量的接觸切削（產(chǎn)生切屑或摩擦聲），分別記下刀具在開始作極微量切削時所處的機(jī)床（機(jī)械）坐標(biāo)值（或相對坐標(biāo)值），對這些坐標(biāo)值作一定的數(shù)值處理后，就可以設(shè)定工件坐標(biāo)系了。

圖1 用銑刀直接對刀示意圖

2.2 用尋邊器對刀

用尋邊器對刀只能確定X、Y方向的機(jī)床坐標(biāo)值，而Z方向只能通過刀具或Z軸設(shè)定器配合來確定。如圖2為使用光電式尋邊器在1～4這4個位置確定X、Y方向的機(jī)床坐標(biāo)值，在“5”這個位置，用刀具確定Z方向的機(jī)床坐標(biāo)值。圖2為使用偏心式尋邊器在1～4這4個位置確定X、Y方向的機(jī)床坐標(biāo)值，在“5”這個位置用刀具確定Z方向的機(jī)床坐標(biāo)值。

圖2 偏心式尋邊器對刀過程示意圖

3 對刀后的數(shù)值處理和工件坐標(biāo)系G54 ～G59 的設(shè)定

（1）工件坐標(biāo)系的原點與工件坯料的對稱中心重合（如圖3）。在這種情況下，其工件坐標(biāo)系原點的機(jī)床（機(jī)械）坐標(biāo)值按以下計算式計算：

X工機(jī)=（X機(jī)1+X機(jī)2）/2；

Y工機(jī)=（Y機(jī)3+Y機(jī)4）/2。

圖3 原點與坯料的對稱中心重合

（2）工件坐標(biāo)系的原點與工件坯料的對稱中心不重合（如圖4）。在這種情況下，其工件坐標(biāo)系原點的機(jī)床（機(jī)械）坐標(biāo)值按以下計算式計算：

X工機(jī)=（X機(jī)1+X機(jī)2）/2+a

Y工機(jī)=（Y機(jī)3+Y機(jī)4）/2+b

圖4 原點與坯料的對稱中心不重合

（3）工件坯料只有兩個垂直側(cè)面是加工過的，其他兩側(cè)面因要銑掉而不加工。如圖5所示情況下，其工件坐標(biāo)系原點的機(jī)床（機(jī)械）坐標(biāo)值按以下計算式計算：

X工機(jī)=X機(jī)1+a+R刀；

Y工機(jī)=Y機(jī)3+b+R刀。

對其他側(cè)面情況的計算，可參考上式進(jìn)行。

圖5 僅試切兩垂直側(cè)面

4. 華中數(shù)控系統(tǒng)加工中心在廣州超軟仿真軟件上的對刀

4.1 X軸對刀

（4）提升Z軸，將尋邊器移動到X軸的另一方向，重復(fù)本節(jié)（2）。

（5）提升Z軸，把上面得到的兩個坐標(biāo)值相加除2，這樣就計算出要輸入到G54坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)

此時X軸的機(jī)械坐標(biāo)值，即為加工坐標(biāo)系如G54的X坐標(biāo)值。

4.2 Y軸對刀

對好X軸，在左向視圖對Y軸對刀，與X軸對刀一樣，獲取Y軸機(jī)械坐標(biāo)。

4.3 Z軸對刀

圖6 Z軸對刀過程

5 結(jié)束語

本文所闡述是手動對刀法。對于配有自動對刀儀器的先進(jìn)加工中心，對刀自然是又快又準(zhǔn)。不管怎樣，在對刀之后，加工之前，最好用MDI方式調(diào)用一次剛才設(shè)定的工件坐標(biāo)系，并讓刀具處在一個安全的高度移動到編程零點（或一個便于觀察的特殊點）來檢驗對刀的準(zhǔn)確性。

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[3]《數(shù)控加工技師手冊》編委會.數(shù)控加工技師手冊[K].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[4]王洪光.數(shù)控機(jī)床操作工[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[5]張 毅.廣州超軟仿真軟件[Z].廣州:廣州超軟科技有限公司,2006.