加工中心對刀原理及方法

1、江鈴汽車股份有限公司 密級(jí)：保密一線員工職業(yè)技能等級(jí)鑒定申報(bào)論文（高級(jí)技師）題目：數(shù)控加工中心刀具對刀原理方法及其應(yīng)用!單 位：姓 名：申報(bào)工種： 2016 年 4 月 18 日 摘要數(shù)控加工操作中的對刀好壞不僅直接影響到加工零件的精度，還會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的操作。 對刀的過程牽涉到一系列的步驟，在實(shí)際操作中往往會(huì)出現(xiàn)一些具體的問題，因此通過對數(shù)控加工中心對刀的基本原理、對刀的方法并結(jié)合具體的數(shù)控加工中心的操作特點(diǎn)對對刀方法進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工中心；對刀原理；對刀方法目錄摘要2緒論4一、對刀基本原理5二、對刀基本方法及運(yùn)用52.1、用對刀探頭對刀62.2用機(jī)外對刀儀對刀6 2.3 用對刀器

2、對刀. 7 2.4 用試切法對刀.8結(jié)論11參考文獻(xiàn)12緒論數(shù)控加工操作中的對刀好壞不僅直接影響到加工零件的精度，還會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的操作。 當(dāng)工件坐標(biāo)系確定之后，還要確定刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。也就是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系，要讓刀具在數(shù)控程序的控制下使加工對象相對于定位基準(zhǔn)有正確的尺寸關(guān)系。 由于數(shù)控機(jī)床所用的刀具各種各樣，刀具寸也極不統(tǒng)一。在編制加工中心數(shù)控程序時(shí)，一般不考慮刀具規(guī)格及安裝位置，加工前由操作者通過對刀將測出的刀具在主軸上的伸出長度及其直徑等補(bǔ)償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)行刀具補(bǔ)償，通常把這一過程稱為對刀。 對刀的過程牽涉到一系列的步驟，如對刀基本原理、對刀方法的選

3、擇和對刀參數(shù)的設(shè)置等等。 在實(shí)際操作中往往會(huì)出現(xiàn)一些具體的問題，因此通過數(shù)控加工中心對刀的基本原理、對刀的方法并結(jié)合具體的數(shù)控加工中心的操作特點(diǎn)對對刀方法進(jìn)行了闡述。一：對刀基本原理數(shù)控加工是通過NC程序精確地、自動(dòng)地控制刀具，使之相對于工件的運(yùn)動(dòng)按照人們預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡或位置進(jìn)行。程序是在工件坐標(biāo)系中編寫的，編程人員以工件坐標(biāo)系為基準(zhǔn)編寫，而刀具加工工件是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行的，如何確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系，需要通過對刀來完成，具體就是確定刀具的刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的起始位置，通常把這個(gè)位置稱為對刀點(diǎn)。 對刀點(diǎn)是刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。 由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對刀點(diǎn)又稱為

4、“起刀點(diǎn)”或“ 程序起點(diǎn)”往往也作為程序的終點(diǎn)。 對刀點(diǎn)的選擇原則是1： 便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制； 2：在機(jī)床上容易找正，在加工中便于檢查;3: 引起的加工誤差要小. 根據(jù)前兩條,對于絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床,對刀點(diǎn)可選擇在機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)上,或距機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)為某一確定的點(diǎn)上。4：對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 要確定對刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的起始位置，則需要首先確定刀位點(diǎn)。刀具刀位點(diǎn)是指刀具在機(jī)床上的位置。 對于不同的刀具，刀位點(diǎn)選擇是不同的。 對立銑刀和端面銑刀而言，刀位點(diǎn)為其底面中心；對于球頭銑刀，則為球頭的球心；對于車刀、鏜刀和鉆頭等刀具來說，則為其刀尖或鉆尖。對刀時(shí)應(yīng)使

5、對刀點(diǎn)和刀位點(diǎn)重合。二：對刀基本方法及應(yīng)用對刀方法有好幾種，在應(yīng)用的時(shí)候不是千篇一律的，要針對不同情況采用不同的對刀方法靈活使用，這樣才能收到好的效果。下面簡圖要介紹幾種常用的對刀方法。2.1 用對刀探頭對刀每把刀具用對刀探頭對好，刀具長度數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)記錄到刀具列表中。 在設(shè)置工件零點(diǎn)時(shí)取任意刀具作為基準(zhǔn)，把其刀尖移到工件零點(diǎn)位置設(shè)置工件零點(diǎn)，此時(shí)Z軸方向坐標(biāo)值要減去作為基準(zhǔn)刀的刀長值才為其Z軸工件零點(diǎn)坐標(biāo)系。現(xiàn)在很多數(shù)控加工中心上都裝備了對刀探頭，使用對刀探頭對刀可免去測量時(shí)產(chǎn)生的誤差，大大提高對刀精度。 由于使用對刀探頭可以自動(dòng)計(jì)算各把刀的刀長和刀寬的差值，并將其存入系統(tǒng)中，在加工另外的零件

6、的時(shí)候就只需要設(shè)置工件零點(diǎn)Z軸坐標(biāo)系即可，這樣就大大節(jié)約了時(shí)間。2.2 用機(jī)外對刀儀對刀用機(jī)外對刀儀測量其刀具的長度和半徑，然后輸入到刀具列表中作為刀具長度補(bǔ)償值，此時(shí)在設(shè)置工件零點(diǎn)時(shí)也取任意刀具作為基準(zhǔn)，把其刀尖移到工件零點(diǎn)位置設(shè)置工件零點(diǎn)，此時(shí)Z軸方向坐標(biāo)值要減去作為基準(zhǔn)刀的刀長值才為其Z軸工件零點(diǎn)坐標(biāo)系。機(jī)外對刀是指刀具在安裝之前事先在對刀儀上進(jìn)行預(yù)調(diào)整和測量出實(shí)際尺寸值，然后將所測數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)寄存器。 目前對刀儀種類很多，有直接接觸式測量和光屏投影放大測量，從讀數(shù)方法看，有圓盤刻度或游標(biāo)讀數(shù)，也有用光學(xué)讀數(shù)的或數(shù)字顯示器讀數(shù)的，目前還有用計(jì)算機(jī)顯示和打印輸出測量值的對刀儀（如德國的目

7、的。ZOLLER對刀儀、瑞士的TPR3 對刀儀等），對刀時(shí)刀具放在對刀儀的刀座上，用光學(xué)（或其它接觸測量儀） 測出刀位點(diǎn)相對刀具定位基準(zhǔn)的偏差值。如圖1所示就是顯示器讀數(shù)的對刀儀，將刀具安裝在刀座上后調(diào)整X或Z，如圖2所示使百分表指針對到零，就可在顯示器上看到刀具直徑和長度上的數(shù)據(jù)， 采用機(jī)外對刀儀對刀可以大大節(jié)省機(jī)床的對刀時(shí)間，提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。顯示器X向Y向百分表指到零圖1 機(jī)外對刀儀 圖22.3：用對刀器對刀 用任意一把刀具作為基準(zhǔn)刀，在某一固定位置把此刀的刀具長度補(bǔ)償數(shù)值設(shè)為某一固定數(shù)據(jù)（ 最好設(shè)為0），其他的刀具長度補(bǔ)償數(shù)值以此刀為基準(zhǔn)相對于基準(zhǔn)刀的固定位置長短，在基準(zhǔn)刀的固定

8、數(shù)據(jù)上加減。在設(shè)置工件零點(diǎn)時(shí)，把基準(zhǔn)刀具刀尖移到工件零點(diǎn)位置設(shè)置工件零點(diǎn)，此時(shí)Z軸方向坐標(biāo)值就為工件的Z軸零點(diǎn)坐標(biāo)系值。使用時(shí)先將對刀器、工作臺(tái)及工裝表面等擦凈，先校正基準(zhǔn)刀，如圖3所示當(dāng)基準(zhǔn)刀向下壓到對刀器測量面時(shí)，對刀器指示燈會(huì)亮，這時(shí)把機(jī)床顯示屏上相對坐標(biāo)Z方向清零，設(shè)定基準(zhǔn)刀刀具長度補(bǔ)償數(shù)值為0，再將所需要用的刀具依次在對刀器上同對基準(zhǔn)刀方法一樣對刀，與基準(zhǔn)刀相比較長短來設(shè)定該刀的刀具長度補(bǔ)償數(shù)值，然后將所得到數(shù)值輸入到所對應(yīng)刀具號(hào)的長度補(bǔ)償位置即可。 刀具對刀器測量面對刀器 圖3 對刀器 在設(shè)定坐標(biāo)系時(shí)（即在設(shè)置工件零點(diǎn)時(shí)），把基準(zhǔn)刀刀尖移到工件零點(diǎn)位置，此時(shí)Z軸方向坐標(biāo)值就為工件的

9、Z軸零點(diǎn)坐標(biāo)系值，表4 為該工件的Z軸零點(diǎn)坐標(biāo)系G54， 2.4 試切法對刀在沒有上述方法的時(shí)候，試切法對刀也是實(shí)用的一種對刀方法，此方法比較簡單，其具體操作方法：先將工件坐標(biāo)系的 Z 值輸為 0 ， 然后把工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，如圖4所示把所需要的刀具移至工件零點(diǎn)上，然后把機(jī)械坐標(biāo)系Z軸數(shù)據(jù)寫輸入到相應(yīng)刀具的長度補(bǔ)償值代碼中。以下是NKR前輪轂在加工中心上鉆內(nèi)外五孔的程序和試切對刀法.O5000（NKR）M66G40 G80N1 M6 T1 G90 G0 G54 X101.60 Y0 M13 G43 H1 Z160 T7 S1500 G98 G81 R-43.0 Z-68.1 F

10、280 X31.396 Y96.627 X-82.196 Y59.719X-82.196 Y-59.719 X31.396 Y-96.627G0 Z160 M9 M5 G80N2 M6 T7 G90 G0 G54 X101.60 Y0 M13 G43 H7 Z160 T2 S 1600 G98 G76 Z-65.0 R-43.0 F320 X31.396 Y96.627 X-82.196 Y59.719X-82.196 Y-59.719 X31.396 Y-96.627M9 M5G80N3 M6T2 G90 G0 G54 X68.0 Y0 M13 G43 H2 Z160 T3 S1600 G9

11、8 G81 R3.0 Z-27.8 F480 X21.013 Y64.672 X-55.013 Y39.969X-55.013 Y-39.969 X21.013 Y-64.672M09G80 M5N4 M6 T3 G0 G90 G54 X68.0 Y0 M13 G43 H3 Z160 T1 S800M29G98 G84 R3.0 Z-20.0 F1000X21.013 Y64.672 X-55.013 Y39.969X-55.013 Y-39.969 X21.013 Y-64.672M9 G80 M5G90 G0X-167.0 Y378.0M67M30%21鏜刀工件零點(diǎn)12.4鉆頭圖4 試切對刀結(jié) 論通過對刀及刀具補(bǔ)償，使編程中的數(shù)值按工件坐標(biāo)系及零件標(biāo)注尺寸來確定，其目的就是通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的刀具軌跡自動(dòng)偏移補(bǔ)償計(jì)算功能，來簡化數(shù)控加工程序的編制，使得編程時(shí)不必考慮各把刀具的尺寸與其安裝位置，最終加工出合格的零件。 以上是根據(jù)多年的數(shù)控加工中心編程與操作中積累的一些經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，介紹了在數(shù)控加工中心操作中的一些對刀方法，所述內(nèi)容皆經(jīng)過實(shí)際操作驗(yàn)證。 參考文獻(xiàn)1 明興祖G數(shù)控機(jī)床與系統(tǒng)M . 北京：中國人民大學(xué)出版社，20002 實(shí)用數(shù)控加工技術(shù)編委會(huì).