数控车削中碰刀现象的解决策略

丁祥力

摘要：初学者在数控车床实训过程中往往信心十足，胆子非常大，经常会出现一些操作失误而引发碰刀。本文针对FANUC 数控车床容易出现碰刀的多个方面做原因分析，并提出相应的解决方法。

关键词：数控系统；车床；解决方法

碰刀是数控加工中必须尽量避免，一旦发生碰刀可能会对昂贵的机床造成损伤、影响机床的加工精度，严重的还可能危害到人身安全。笔者总结了一些规避碰刀的方法，贡读者借见。

1.程序输入错误，缺乏细致的检查，则可以修改系统参数

对FANUC数控系统参数中最小的设定单位为0.001mm。

坐标数字后的小数点“.”在编程中经常会被操作人员疏忽掉。

如：G00 X20 Z-50 F0.3；

此处“X20 Z-50”后均省略了小数点。假如此时系统参数设置为最小设定单位为0.001mm，那么此程序段实际上就等价于：G00 X0.02 Z-0.05 F0.3；

執行此段程序，刀具将直接扎入工件造成碰刀。

解决方法：我们可以修改参数NO.3401来规避这种情况，设置为让系统可以不使用小数点的地址字， NO.3401设置为mm， inch单位。同时参数1001直线轴的最小移动单位也应设置为mm（公制机床）。如此设置后程序的地址字即使省略小数点“.”也不会造成程序错误。

2.车削工艺与编程技巧

数控编程是数控车床加工中至关重要的环节，加工程序的编写必须根据工件图纸、工艺要求来确定。在各种加工内容上考虑加工的可行性的同时还要充分考虑加工的安全性。

2.1换刀点的选择

换刀点必须让刀具有足够的换刀空间，不要让刀具与工件或机床其它部件发生干涉。

解决方法：

设置换刀点前要了解刀具的构造及装夹的伸出量情况。有些长柄刀具还要在机床上进行测量才能确定换刀点，对于加工较长的零件时（比如使用一夹一顶、两顶尖装夹或者搭中心架的），还加要注意换刀不让刀具与工件及辅助部件发生干涉。

2.2刀补值

输入错误的刀补值也是产生碰刀的主要原因。

解决方法：如下面几种情况：忘记输入"-"号让补值变成正值；漏掉小数点，如"8.6"输成"86"；"Z"轴输成"x"轴；"T0101"输成"T0102"。这些因不细心的小错误有时会造成大事故。

2.3切槽和螺纹加工的进退刀方式常常出现碰刀现象

解决方法：

（1）切槽。切槽刀刀头部位有二个刀尖，编程时要提前测量刀头的实际宽度，应选用一个固定刀尖来作为走刀的坐标定位参考点，靠近工件阶台时要提前调整走刀速度，不能再用“G00”指令的速度，避免撞刀。进退刀时"X、Z"两轴不能做同时移动使用，进刀定位顺序是先定Z轴后定X轴，退刀时先退出X轴再退Z轴。

（2）螺纹。“G92”后面不能直接编写“G01”或“G02”等指令，否则必须重新定义F值，不然在主轴高速旋转的情况下，系统按螺纹加工的走刀速度执行（F2.0，此时使用“G99”转进给），此时会出现两种情况：一是机床不动，伺服系统报警；二是刀具移动速度过快，导致碰刀。

另外，普通螺纹加工时刀具起点位置要相同，X轴起点及终点坐标要相同，以避免产生“乱牙”。

2.4 G70--G73复合循环指令

G70--G73等复合循环指令执行后的退刀是从程序终点快速返回程序起点。

解决方法：

为了避免车刀从终点快速返回起点时撞向工件，在设置定位点时应注意终点与起点的连线必须在工件之外（一般X、Z轴定位时均大于毛坯尺寸），不能跟工件的任一位置交叉，否则退刀会出现碰撞，如：毛坯尺寸为Φ55×150，定位点位“G00 X30.0 Z2.0”加工时退刀刀具将撞到工件。G70精加工循环指令的起点位置更应该注意，在对指令走刀路线不熟悉的情况下，建议将G70的起点坐标设在其它粗加工循环指令的起点位置上。

另外解决碰刀的方法：程序的安全校检

3.数控模拟仿真系统

数控仿真系统能很好的强化学生的编程技能，通过数控仿真模拟数控车床加工的整个过程。仿真上通过程序检验、观察刀具的轨迹、了解整个加工过程，若出现碰撞可以及时更改错误程序。等检查完全无误再上机床实际操作，如此可以大大地减少程序错误及误操作而引起的碰刀，最大限度的保护机床设备。

4.加工过程中的临时校检

刀具切入工件前做临时的校检：对刀后开始加工时走慢点，在快接近零件时快速按下暂停，观察此时的系统数字显示还有多少距离要走，再打开防护罩观察刀与零件的距离。若显示的数字与所观察的距离无明显差别，才可继续运行。

要想减少碰刀等隐患，还需要养成良好的操作习惯。编程要细心，开机先回机床原点，过程中减少误操作，定期检查刀具补偿值和工件坐标系的设定，加工前务必确认原点，并及时做好各方面的检查，以确保机床安全可靠高效的运行。