数控铣削加工中几种常见的对刀技巧

苗宇

摘 要：在数控加工过程中，对刀是很关键的一步，对刀操作的不正确，将直接影响零件的加工质量，也可能导致刀具与数控机床发生碰撞，造成不良后果。本文主要叙述了数控铣削加工中常用的对刀方法，并详述了操作技巧。

关键词：数控铣削加工；原则；对刀技巧

一、对刀点与换刀点确定的原则

对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。选择对刀点的原则是：（1）方便数学处理和简化程序编制；（2）在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置；（3）加工过程中便于检查；（4）引起的加工误差小。

对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。

二、数控铣削加工中几种常见对刀方法

1.试切法对刀

如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以采用直接试切工件来进行对刀。对刀过程为：（1）在MDI方式下输入S500 M03，按“循環启动”按钮，使主轴旋转。（2）按“手动”按钮，进入手动方式，手动操作将刀具移动到工件右端面附近。（3）按“手动脉冲”按钮，进入手轮方式，摇动手轮，使刀具轻轻接触工件右端面，有铁屑产生。（4）按“OFFSET SETTNG”按钮，进入工具补正界面，按软键“坐标系”，进入G54—G59界面，用光标键将光标移动到G54的X处，键入“X54”，按软键“测量”。

2.刀具的Z向对刀

碰刀对刀法：（1）将刀具装入机床主轴，在MDI方式下使刀具旋转。（2）进入手轮方式，调整倍率，摇动手轮，使刀具轻轻接触工件表面。（3）进入坐标系界面，将光标移动到G54的Z处，键入“Z0”，按软键“测量”，则Z向零点设定完成。

量块对刀法：设量块厚度为10毫米，对刀过程与碰刀对刀过程相似，但刀具不能旋转。进入坐标系界面，将光标移动到G54的Z处，键入“Z10”，按软键“测量”，则工件表面即为Z零点。量块对刀法适用于表面加工过的工件，对刀精度较高。

加工中心的Z向对刀：由于加工中心刀具较多，每把刀具到Z坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，因此需要在机床上或专用对刀仪上测量每把刀具的长度，并将其差值输入刀具补正表。加工中心的Z向对刀一般有以下两种方法：（1）机上对刀：这种方法是依次确定各把刀具的长度差，并将其输入刀具补正表。操作方法为：将最长（或最短）的刀具作为标准刀，采用碰刀对刀或量块对刀，设定工件坐标系的Z向零点，并记录此时机床的绝对坐标值。（2）机外刀具预调+机上对刀：这种方法是先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把刀具的轴向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，输入刀具补正表。然后选用一把标准刀在机床上进行Z向对刀，确定工件坐标系，在程序中由G43或G44调用刀具长度补偿值，进行刀具的长度补偿。

3.杠杆千分表

对刀当对刀点为圆柱孔或圆柱面的中心时，常用杠杆千分表对刀法。对刀步骤如下：（1）用磁性表座将杠杆千分表吸在铣床主轴上。（2）在手动方式下手动输入“M03S50”指令，使主轴低速旋转。（3）利用手摇脉冲发生器手动操作机床，使随机床主轴旋转的表头按X、Y、Z的顺序逐渐靠近工件表面。（4）移动Z轴，将表头压入工件表面约011mm。（5）逐渐减少手摇脉冲发生器的移动量，使表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内（如0101mm），此时可认为主轴的旋转中心与被测孔的中心是重合的。（6）记下此时机床坐标系中X、Y的坐标值。杠杆千分表的对刀精度高，但效率较低，对被测孔的精度要求也较高（一般要求被测孔经过铰或镗加工）。

4.长度补偿法

由于X、Y方向的坐标值没有发生改变，要使刀具重新回到工件零点，只需考虑Z方向的变化。在没有对刀仪的情况下，也可利用等高块或Z向设定器结合相对坐标在机床上测量刀具长度并对其进行补偿。操作步骤如下：（1）依次将刀具装在主轴上，如图所示，利用Z向设定器确定每把刀具到工件坐标系Z向零点的距离（如图中A、B、C），并将其值记录下来。（2）以其中最长（或最短），即与工件距离最小（或最大）的刀具作为标准刀具，将其对刀值作为工件坐标系的Z值。（3）确定其他刀具的长度补偿值：HO2=±|A-B|，HO3=±|A-C|，正负号由程序中的G43或G44来确定。（4）将长度补偿值输入CNC系统的存储器H中。由于用这种方法对刀时一般用G54来建立工件坐标系，所以换刀后只要刀具位于工件上表面上方，可以将任意点作为起刀点。

参考文献：

[1]赵玉刚，江世成.一种简易的数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿方法[J].机电工程，1999，（03）.

[2]陈光明，吴洪彬.数控车床的对刀原理及对刀方法[J].机床与液压，2002，（03）.

[3]夏丽英，史新民.数控加工技术[J].北京：电子工业出版社，2002.