浅谈《数控车床编程与加工技术》教学中的对刀技术

2015-03-27宁波市鄞州职业高级中学周鲁江

电子世界 2015年24期

宁波市鄞州职业高级中学周鲁江

1 教学现状分析

学生在零件加工时刀具经常撞上零件、做出来的零件尺寸偏大或者偏小、效率低等等。这些问题当中，零件尺寸偏大或者偏小，使得零件不符合生产练习要求，得分偏低。刀具撞上零件，小则刀具和零件都损坏，大则机床损坏以及人员受伤。刀具刀片损坏，增加了不少成本。机床维修也需要时间，导致几个学生共用一台机床，无法正常上课，严重影响上课的效率。

2 对刀技术是关键

所谓对刀，其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。零件尺寸误差是难免的，但是在观察中发现，很多同学做出来的零件尺寸偏差大，是因为对刀时太随意，未仔细对刀，读数误差太大，导致后面零件加工出来后尺寸偏差较大。撞刀事件的发生，除个别程序输错外，其它都是因为未按照老师所教方法去对刀，才导致撞刀事件的发生。表面看是学生不够细心，操作不够熟练，其实在与他们交流之后发现，很多人对与对刀原理不了解，不明白这样操作的原理，才导致撞刀事故的发生。

3 对刀原理是前提

要正确掌握对刀技术，必须先来了解下数控车床的工作原理，参见图1所示。

图1

数控车床它是一种高精度的机床，刀架移动的速度、距离都是精密控制的，根据它所接收到的指令、数据做相应的动作，假如你输入的指令是Z轴方向移动50mm，它就移动50mm的距离。

如果现在要将毛坯零件的一头加工成Φ40X60mm的圆柱体，怎么样确保刀具行进的轨迹刚好加工出Φ40X60mm的圆柱体呢？机床具有记忆功能，每次机床开机的时候，它都会记得上次使用时的参考点或者说是基准点，输入指令G00 X10 Z10，刀架移动的位置跟上次的位置是一样的，但是刀具伸出的位置不一样，导致加工时的关键部位——刀尖位置不同。刀具装在刀架上，每次装夹的位置都不一样，装夹零件时，伸出的长度又不相同，所以用相同的程序、不同的装夹方法，是加工不出相同的零件的。因此在这里需要重新设定这个基准点来限制刀具的位置，保证刀具行进位置与所要求的加工零件表面轨迹重合。

那怎么去设定这个基准点呢？这里要分清2个原点。根据图纸把程序编写出来，在这个过程中有一个很重要的环节，就是要选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般选择在零件端面与零件轴线的交点，如图2所示。

对于数控机床来说，它本身也有个原点叫做机床原点。如果机床已经使用过了，那么它的原点就是上次对刀时所设定的原点。但是因为刀具换过了，这个原点已不能参考了。当数控车床通电后，须进行回零操作，其目的是建立数控车床进行位置统一基准，该点就是机床原点。由于机床回零后，刀具的刀尖处距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作是机床原点。

在图2中，O是程序原点，O’是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。

图2

我们在编程的时候是按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖的初始位置，也就是机床原点与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，必须将这两偏移距离消除掉，这样才能保证实际刀尖加工移动的位置与程序指令的位置相同，从而得到对应的零件。