数控车削加工中的实用对刀方法探讨

贾会会

（江苏徐州经贸高等职业学校，江苏 徐州 221004）

作为数控加工时工件坐标系建立过程中的一个具体实施手段，对刀实现了加工坐标原点与编程坐标原点之间相统一，即实现了相关编程者理论及其加工坐标系之间合并统一的过程。通过对刀过程，有效地将相关编程者的想法传达至数控机床，确保数控车削加工过程能够以编程及操作人员的目的为依据，完成待加工零件切削的过程。对刀是否正确会对数控车削能否正常加工造成直接的影响，而对刀精确与否也会对待加工零件的精度带来相当程度的影响。因此，对刀是一门相当重要的基本功，下文重点就数控车削加工过程中对刀的原理、种类、实用方法及操作技巧进行介绍。

1 对刀原理分析

对于传统数控车床而言，其刀架通常为四工位，也有一些为六工位，如今还有不少车床安装的是转塔式刀架，但是，无论对于哪一种，其对刀原理基本都一样，以四工位刀架为例，对数控刀削加工的对刀原理进行介绍。对于四工位刀架而言，分别对1、2、3、4四把刀进行安装。因为各个刀具的位置存在一定的偏差，所以进行对刀的过程中，应以首把刀为基准刀的对刀，剩余三把则将基准刀作为标准，然后在碰刀过程中找到同首把刀之间的位置差，之后再将所得差值存入数控机床的系统之内，并在编制程序中将刀补标号写进去，此时数控机床自动运行过程中即可自动进行刀补值的读取。对刀过程主要就是实现数控机床上工件坐标系的建立，进行工件坐标系的建立过程中还需通过G代码方可实现，通常而言，建立工件坐标系较为常用的G代码包括：G50、G54—G59、G92等。

2 实用对刀种类、方法及其技巧分析

由于数控机床的种类很多，而不同种类的机床其所对应地对刀方法也各不相同，但是一般来说，对刀可分为两大类，即机内与机外对刀。通常而言，机内对刀更加适合车削类机床的应用，机内对刀根据其原理不同又可分为如下两种对刀方法，即所谓的对刀仪对刀以及试切法对刀。下文主要就数控车削加工过程中较为常见的对刀法及其操作技巧等相关问题进行探讨。

2.1 试切法对刀及其操作技巧

通常而言，试切法对刀无需辅助设备，因此，其在经济型的数控机床中的应用范围相当广泛。进行此对刀法的操作时，应先确保工件在卡盘中安装完毕。一般来说，机床与工件两坐标系并不重合。因此，为了便于编程应先建立一个科学合理的工件坐标系，以确保刀具加工时处在此坐标系中。对刀过程中要求将刀尖置于程序所要求起刀点之上。以下为此种对刀方法的主要操作技巧。

（1）数控机床回参考点，并确认其指示灯开启。

（2）通过模式开关进行所需第一把刀的调用，通常采用的是MDI方式。

（3）通过0FFSET键切换至0FFSET／GEOMETRY画面，需选择同其刀具相对应的几何补偿号。

（4）模式开关选择为手动进给的方式。

（5）移动刀具，车一刀工件的外圆，退刀时应确保横向保持不变，并对X轴坐标值进行记录。而后，进行工件孔径值或者外圆直径的测量，后将X轴坐标值同所测外圆直径值D的和进行所对应补偿X位置的输入。

（6）相同方法再次进行平断面的试切，此时，退刀时应确保纵向位置保持不变，并对刀具所对应的几何补偿号进行选择，后进行z轴坐标值的输入。

（7）对于所需要的其他相关刀具的补偿，应同首把刀具相似，但不要进行切削，仅需稍微进行已加工工件端面的接触即可，其数据输入方法同第一把刀的输入方法一样。

（8）对各刀具刀尖的圆弧半径值进行确认，且进行所对应刀具补偿号的输入。

（9）对刀具刀尖圆弧的假想位置进行编号，并进行刀具所对应几何补偿号的输入。

由于试切法对刀属于手动对刀的范畴，因而此对刀法的精度主要是由测量直径尺寸精度来决定的。此对刀方法操作相对简单，而且精度也相对较高，但是，由于其属于手动对刀，因而所需时间相对较长。

2.2 对刀仪对刀法及操作技巧

对于机外对刀而言，通常采用对刀仪对刀法，其本质是通过对刀具的假想刀尖点及其同刀具台基准间所在X和Z两个轴上的距离，即刀具在X及其Z轴的长度，借助对刀仪可先在机床外对刀具进行预先地校对，这样校对之后装机即可进行使用，此法在多种数控车床都较适用。

针对数控机床来说，首先必须先就对刀工具台进行制作，而后进行刀具台的安装，以确保此刀具台刀座尺寸及其联结结构部位同刀架相应地尺寸及结构均相同，最好连精度也一致。

就对刀仪对刀方法而言，其操作技巧基本是：

（1）把刀具以及刀座均在刀具台上进行紧固，而后对X向以及Z向手柄进行摇动，以确保投影放大镜能够沿此两方向进行移动，直到假想刀尖点与放大镜十字线交点重合即停止。

（2）在X同Z向微型读数器进行X及Z向长度值的读取，即得到此把刀具所对应的对刀长度。若立即进行此刀具的使用，则需将其同刀座一起进行机床某刀位的安装，并将其对刀长度进行所对应刀具补偿号的输入即可。若此刀为备用刀具，应对其进行记录。

此法优点是：在对刀过程中不会占用机床时间，因而，工作效率得到大幅提高，但是因刀具同刀座必须一起进行，因而，刀具、刀座都需进行双份准备，因而成本相对较高，这多少限制了此种方法的应用，此种方法多在车削加工中心上进行使用。

2.3 ATC对刀法及操作技巧

ATC对刀法即所谓的光学对刀法，属于机内对刀法，主要是通过机床上的对刀显微镜自动进行车刀长度计算的一种对刀方法。通常而言，支架与对刀显微镜不使用时需取下，当有需要时，再对其进行主轴箱上的安装。在对刀时，应先将刀尖手动移至显微镜视野之中，而后再借助手动脉冲发生器对刀架进行移动，实现刀镜内中心点同假想刀尖点之间的重合，然后将光标移至同其相对应刀具补偿号上，按下“自动计算”键，即可实现此刀在X方向以及Z方向长度的自动计算，并相应地存入其所对应的刀具补偿号之中。通常而言，此法适用范围相当广，对刀精度也很高，且同对刀不发生接触，因此，不会对对刀刀尖造成损坏。以下为ATC对刀方法的操作技巧。

（1）首先根据前面所述的光学对刀过程进行基准刀的安装，也就是对好外圆刀，同时对对刀基准点进行确定。

（2）对刀架控制器上的手动控制按钮进行按动，将刀架转出两个刀位，同时还能留出镗孔刀所对应的安装位置。

（3）以所需镗刀的外形尺寸为依据，结合镗刀对刀时所处的特殊位置，对此镗刀同基准刀间的偏移位置进行预先设定，后以此为依据对对刀程序进行设计。

（4）执行上述过程一到三步，待刀架移动至镗刀对刀位置后即暂停。

（5）将镗刀安装于刀架上，安装时必须保证镗刀刀位点对准十字中心点。

（6）开启启动键，对刀程序继续进行执行，保证刀架能够准确回到初始对刀位置。

（7）同以上操作过程相似，进行剩余各刀的对刀操作。

通常而言，由于光学对刀仪的品质较高，因而价格相对也较高，需要进行专门地保管，对诸如镗刀等相关刀具进行对刀的过程相当复杂，甚至有些时候还比不上试切法对刀简便。另外，由于此法进行对刀主要是通过手动以及目视进行对刀和显微镜装卸等过程，因而每安装一次都会产生一点误差，长此以往就会使得对刀精度大大降低。通过此法进行对刀的过程中还需注意的是，凡车削加工过程中以设定偏移量为依据进行对刀的，进行加工之前都必须通过所编程序将原来所设偏移量加进去，待此工步结束后，还需通过此程序减去所加进去的偏移量，以确保对刀执行过程的正确性。

3 结束语

综上所述，无论所采用的对刀方法为哪一种，其对刀原理均相同，即通过第一把刀进行工件坐标原点的建立，然后以此为基准，找到剩余刀具的位置差，并将其作为刀补值补偿。进行数控机床车削加工前，首先应先就相关工艺系统进行调整，以确保对刀的顺利完成。此外，对刀操作过程中的关键即刀具补偿的输入，必须对环节给予足够的重视。

在数控车削加工时，必须首先对需要加工的零件进行程序原点的确定，以便于对工件坐标系进行科学地建立。数控机床主要是以待加工零件的加工程序为依据进行控制并最终实现加工过程的。因此，只有所建立的坐标系正确合理，方可准确地描述刀具的运动轨迹，进而保证数控刀削的加工品质。

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