数控加工中对刀的原理及方法

2010-02-20邵峰

装备制造技术 2010年4期

邵峰

（广西工业职业技术学院，广西南宁530001）

数控技术是集传统的机械制造、计算机、现代控制技术、传感技术、信息处理和光机电一体化的高新技术，是制造业实现自动化、柔性化和集成化生产的基础。数控技术的飞速发展，正在对机械制造业的传统生产方式和产品结构产生深刻的影响，机械制造的数控化，也已成为全球制造业的一个发展方向。而模具制造技术的迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。具体表现在：模具CAD/CAM技术、铣削加工技术、快走丝线切割技术、电火花加工技术等多个方面。这对提高生产力具有积极意义。而模具加工技术中，一项很重要的工作就是对刀操作。对刀操作不正确，一方面直接影响零件的加工质量，另一方面可能导致刀具与数控机床发生碰撞。本文主要叙述数控加工中常用对刀操作方法及其原理。

1 数控加工的对刀原理

工件在机床上定位装夹后，必须确定工件在机床上的正确位置，这个确定位置的过程，就是通过对刀来实现的。

1.1 机床坐标系和工件坐标系

机床坐标系是指以机床的机械原点为坐标原点建立的坐标系。数控机床的机床原点，在出厂之前已经调整好，一般不允许用户变动。其他坐标系的建立，都以机床原点为基准。数控机床每次开机、断电、故障和图形模拟后，都要进行一次手动“回零”的操作。“回零”后，使刀架或工作台返回机床参考点。数控机床回到参考点后，机床坐标系才能回到正常的状态。数控车床的机械原点，通常在卡盘前端面与主轴中心线的交点处；数控铣床和加工中心的机械原点，是数控机床零位，各坐标为零的一个特定位置。

工件坐标系又叫编程坐标系，是以工件原点或程序原点为坐标原点建立的坐标系。工件原点或程序原点，是人为设定的，在理论上可以是工件上或外面的任意一点，但如果选取不当，编程时坐标的计算将非常复杂。因此，选取工件坐标系原点的原则是：

（1）应使编程简单；

（2）在机床上找正容易；

（3）加工过程检查方便；

（4）引起的加工误差小。

具体选取的程序原点，应和零件的定位基准有一定的尺寸联系，这样才能确定机床坐标系和工件坐标系之间的关系。一般将程序原点选取在零件的设计基准或工艺基准上。数控车床通常将工件原点选在工件右端面与中心线的交点处；数控铣床可选两垂直边的交点或上表面的中心；对以孔定位的零件，可选孔的中心为工件原点。对于Z轴方向的工件原点，一般选在工件的表面，并尽量选在精度较高的表面，必要时，可在表面先光一刀，以得到一个较平整的表面。

1.2 对刀操作包含的内容

对刀操作实质包含三方面内容：

（1）刀具上的刀位点与对刀点重合；

（2）编程原点与机床参考点之间建立某种联系；

（3）通过数控代码指令确定刀位点与工件坐标系位置。

其中，刀位点是刀具上的一个基准点(车刀刀位点为刀尖，平头立铣刀刀位点为端面中心，球头刀刀位点通常为球心)，刀位点相对运动的轨迹，就是编程轨迹；对刀点就是加工零件时，刀具上的刀位点相对于工件运动的起点；而机床参考点是数控机床上的一个固定基准点，一般机床工作前，必须先进行回参考点操作，各坐标轴回零，才能建立机床坐标系。