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數(shù)控車床試切法對刀過程
數(shù)控車床試切法對刀過程
【摘 要】文章闡述了數(shù)控車床對刀原理，以FANUC 0i系統(tǒng)的GSK980TD型數(shù)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(jié)果的方法，總結(jié)了注意事項并進行了誤差分析。
對掌握數(shù)控車床對刀技能具有實際指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床;試切對刀;步驟;注意事項
在現(xiàn)代制造業(yè)中，數(shù)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(shù)控車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(xù)加工做好準備。
在編程時需設(shè)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(shè)備安全性，在教學(xué)實習(xí)實訓(xùn)中應(yīng)用廣泛。
G54～G59指令對刀需將工件零點的機床坐標輸入到數(shù)控系統(tǒng)軟件的零點偏置寄存器參數(shù)中，但加工前刀架不必處于程序起點位置，便于批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)中應(yīng)用更廣泛。
目前，數(shù)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(guān)系。
G54工件坐標系下的試切對刀，通常把編程原點設(shè)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(shù)值，工件外圓直徑值即為X軸的數(shù)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(dāng)?shù)毒哕囅鞴ぜ鈭A時，被車外圓的直徑值即為X坐標值。
2 對刀步驟
以FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的GSK980TD數(shù)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)到工作位置;
(6)先對1號刀對刀。
第一步對Z方向?qū)Φ丁?/p>
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?qū)Φ丁?/p>
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(jié)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?qū)Φ丁?/p>
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(dāng)?shù)都馀c端面恰好對齊時，Z方向?qū)Φ锻瓿�，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?qū)Φ�，手輪移動刀具緩慢靠近工件外圓，當(dāng)?shù)度信c外圓恰好平齊時，X方向?qū)Φ锻瓿桑琗方向不動，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(jié)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(dāng)?shù)都馀c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(yīng)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(yīng)感覺光滑，端面中心沒有尖點突出。
若二者不等高，應(yīng)細微調(diào)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(zhuǎn)體零件，編程時可作統(tǒng)一約定：
1)設(shè)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(shè)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(jù)具體情況作適當(dāng)調(diào)整。
(3)在輸入刀補時要注意其刀具補償號是否對應(yīng);
(4)驗證對刀結(jié)果時，換刀方式應(yīng)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(jié)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(dǎo)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(fù)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(yīng)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(xí)，減少人為誤差，提高生產(chǎn)效率。
【參考文獻】
[1]任小萍.數(shù)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(shù)控車床對刀[J].機床管理開發(fā)，2008，23(4).
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