數控車(chē)床試切法對刀過(guò)程
數控車(chē)床試切法對刀過(guò)程
【摘 要】文章闡述了數控車(chē)床對刀原理，以FANUC 0i系統的GSK980TD型數控車(chē)床加工軸類(lèi)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(jìn)行了誤差分析。
對掌握數控車(chē)床對刀技能具有實(shí)際指導意義。
【關(guān)鍵詞】數控車(chē)床;試切對刀;步驟;注意事項
在現代制造業(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(dòng)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(jìn)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(chē)床對刀是確定刀具與工件之間的關(guān)系，建立工件坐標系，為后續加工做好準備。
在編程時(shí)需設定工件坐標系，它是以工件上的某一點(diǎn)為坐標原點(diǎn)建立起來(lái)的X-Z直角坐標系統。
G92指令對刀后基準刀刀位點(diǎn)恰好處于程序起點(diǎn)位置，這種方法便于檢查對刀的準確性和監控設備安全性，在教學(xué)實(shí)習實(shí)訓中應用廣泛。
G54～G59指令對刀需將工件零點(diǎn)的機床坐標輸入到數控系統軟件的零點(diǎn)偏置寄存器參數中，但加工前刀架不必處于程序起點(diǎn)位置，便于批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)中應用更廣泛。
目前，數控車(chē)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(lái)確定刀尖和工件的位置關(guān)系。
G54工件坐標系下的試切對刀，通常把編程原點(diǎn)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(shí)，首先對工件右端面車(chē)削一次，此時(shí)刀尖離Z坐標距離為0，此處Z 坐標的值為0;當刀具車(chē)削工件外圓時(shí)，被車(chē)外圓的直徑值即為X坐標值。
2 對刀步驟
以FANUC 0i數控系統的GSK980TD數控車(chē)床加工直徑為50mm、長(cháng)度為L(cháng)(小于100mm)的軸類(lèi)零件的對刀過(guò)程為例，準備好刀具(基準刀外圓車(chē)刀、切斷刀)，量具(游標卡尺)，裝夾工具(套筒扳手和加長(cháng)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(pán)端面約(L+50)mm;
(2)裝夾刀具，基準刀外圓車(chē)刀裝入1號刀位，裝夾時(shí)，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)在系統中設定為直徑編程方式;
(4)啟動(dòng)主軸， MDI方式下手動(dòng)輸入程序“MO3 S600”，按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵啟動(dòng)主軸。
(5)開(kāi)機后，機床回參考點(diǎn)，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(dòng)方式，快速移動(dòng)刀架靠近工件，接近時(shí)，切換到手動(dòng)脈沖模式，手輪移動(dòng)刀尖靠近工件。
勻速進(jìn)給，車(chē)端面，車(chē)完后，Z方向不動(dòng)，沿X正方向勻速退出。
在系統面板按“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(dòng)刀尖靠近工件，勻速進(jìn)給，車(chē)外圓。
車(chē)外后，X方向不動(dòng)，沿Z正方向勻速退出。
停止主軸。
用游標卡尺測量被車(chē)外圓直徑49.20，在系統面板按“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(jìn)行3號刀對刀。
(7)在操作面板上按“換刀”鍵手動(dòng)換刀到3號刀位。
先對Z方向對刀。
手輪移動(dòng)刀具，使左邊刀尖緩慢靠近工件端面，通過(guò)目測和耳聽(tīng)觀(guān)察，當刀尖與端面恰好對齊時(shí)，Z方向對刀完成，Z方向不動(dòng)，沿X正方向勻速退出。
在系統面板按“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(dòng)刀具緩慢靠近工件外圓，當刀刃與外圓恰好平齊時(shí)，X方向對刀完成，X方向不動(dòng)，沿Z 正方向勻速退出。
在系統面板按“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(dòng)”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(dòng)刀具靠近工件，當刀尖與工件對齊時(shí)，觀(guān)察面板，Z顯示是否為0，X顯示是否為49.20，如果是，說(shuō)明1號刀對刀正確。
方法二，手動(dòng)輸入程序：G01 X100，Z100 ， 按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，觀(guān)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(shuō)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(shí)，各刀的刀位點(diǎn)應與主軸中心等高。
若二者等高，試切工件端面停車(chē)后，用手摸端面應感覺(jué)光滑，端面中心沒(méi)有尖點(diǎn)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(cháng)度為50mm左右的小回轉體零件，編程時(shí)可作統一約定：
1)設定1號刀為90°外圓粗車(chē)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(pán)端面之間的裝夾長(cháng)度近似為固定值100mm;
3)刀具伸出刀架的長(cháng)度近似為固定值25mm;
4)統一采用直徑編程方式，工件零點(diǎn)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(cháng)度為L(cháng)，則只需改變上述條件2)中工件與卡盤(pán)端面的伸長(cháng)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(shí)要注意其刀具補償號是否對應;
(4)驗證對刀結果時(shí)，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(dòng)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(guò)程中，存在系統誤差和人為誤差。
測量工件直徑時(shí)不可避免地存在人為測量誤差，導致工件零點(diǎn)的機床坐標計算不準確;非基準刀對刀時(shí)，也很難用目測將其刀尖與基準刀的試切點(diǎn)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(huì )造成刀尖與工件試切點(diǎn)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和維護工作以確保機床精度，降低系統誤差;同時(shí)加強操作練習，減少人為誤差，提高生產(chǎn)效率。
【參考文獻】
[1]任小萍.數控車(chē)床對刀操作方法與技巧[J].價(jià)值工程，2012，31(23).
[2]宋理敏，張子祥.數控車(chē)床對刀[J].機床管理開(kāi)發(fā)，2008，23(4).
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