钟如全

(四川信息职业技术学院，四川广元628017)

数控车床对刀是加工前必须的准备工作，要求对刀精确、快捷。数控车床对刀的精度直接关系到零件的精度，对刀的熟练程度则影响到产品的生产效率，尤其是在单件生产中更加突出。所以，提高数控车床的对刀速度，则能提高产品的加工效率。作者利用磨耗减化对刀，实现数控车床的快速对刀，以提高产品的生产效率。

1 对刀原理

图1 零件一

对刀的目的主要是为了建立工件坐标系和确定刀具长度偏差，即确定编程坐标系原点在机床坐标系中的位置。目前有试切法对刀和采用对刀仪对刀两种方法。试切法对刀是实际中应用最多的一种对刀方法。

加工如图1所示的零件，至少用到3把刀，即外圆车刀、切槽刀和螺纹车刀，以右端面为编程原点。现以外圆车刀对刀为例进行试切法对刀步骤的说明。基本所有数控车床试切法对刀都在工件和刀具装夹完毕后，驱动主轴旋转完成下面两个步骤:

(1)移动刀具试切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不变，沿X方向退刀，并在FANUC系统中的【工具补正/形状】界面下，在 Z坐标下输入“Z0”，按下【测量】，则Z方向的刀偏就输入到系统中，如图2所示。

图2 【工具补正/形状】界面

(2)移动刀具至工件试切一段外圆，然后保持X坐标不变，向Z轴移动使刀具离开工件，测量试切后的工件外圆直径为d，并在FANUC系统中的【工具补正/形状】界面下，在X坐标下输入“Xd”，按下【测量】，则X方向的刀偏就输入到系统中，如图2所示。

其他两把刀具的对刀重复以上步骤即能完成。

2 利用磨耗实现快速对刀的方法和步骤

在数控车床中，磨耗值一般用于加工完首件后，测量发现尺寸有出入，如果不想更改程序的条件下，微调磨耗值保证零件加工的精度;或者用处更多的是，加工了一段时间后，刀具发生了损耗，但还能使用，为了保证加工尺寸，则微调磨耗值同样能保证零件加工的精度。然而，若在进行单件生产时，由于每件零件都要进行对刀，故效率非常低，但若利用好磨耗，同样能够减化对刀，提高对刀的速度。

由于数控车床在加工零件时，大部分零件的加工刀具基本上变化不大，一般都是用外圆车刀、切槽刀、螺纹车刀、内孔车刀等就可以完成，所以刀具安装好后基本上不需要更换刀体，若刀片磨损则更换刀片就行。若加工第一件工件时这些刀具的对刀都处理好了，则加工第二件工件时不需要重新对3把刀，而只要用一把刀对刀就能解决问题。加工如图3所示的零件，同样要用到3把刀(外圆车刀、切槽刀和螺纹车刀)，如果采用一般的方法，则要将3把刀重新全部对刀后才能加工，但这样的效率比较慢。若采用磨耗减化对刀的方法，只需要将其中一把刀重新对刀，其他的刀都不再需要对刀了。

图3 零件二

下面就是利用磨耗减化对刀的步骤和方法:

(1)以其中的一把刀作为基准刀 (如外圆车刀)，进行Z方向的对刀。移动刀具试切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不变，沿X方向退刀，并记录下此时的机床坐标系中的Z坐标值。

(2)将刚记录下的Z坐标值与上次对刀中的Z偏置中的Z值相减，将两次的差值作为刀具长度磨耗值输入到对应刀号的磨耗中，如图4所示。其他两把刀的差值同样处理。例如在加工图1所示零件时，外圆车刀的Z向偏置值为106．170，而加工图3所示零件时对刀的Z方向机床坐标值为121．132，故在Z向磨耗中应输入14．962，而其他刀具同样相差这么多，故其他两把刀的Z方向磨耗同样是14．962。

(3)在X方向上由于都是以零件的轴线建立编程坐标系，故不管怎么变化，X方向的刀偏值始终不变，故磨耗值都为0。

图4 【工具补正/磨耗】界面

3 结论

总之，利用磨耗实现车床的快速对刀，可以总结为如下的公式:

此处Z2为第二次对刀时Z方向的机床坐标值，Z1为第一次对刀时的刀偏值，L长度为对刀时刀位点与编程坐标系原点的Z向距离 (如果图2以左端为编程原点，则L长度应为80)，则在图4的【工具补正/磨耗】界面下，在Z坐标磨耗下应输入Z磨耗。同样，在其他刀具的Z坐标磨耗下相应地输入Z磨耗。从以上可以看出:在进行单件或小批量生产时，采用磨耗对刀的方法能够快速地实现车床的对刀，提高生产效率。

【1】FANUC 0i Mate．TC操作编程说明书［M］，2007．

【2】张亚萍，曹燕．三点圆法实现工件坐标系的自动设定［J］．组合机床与自动化加工技术，2009(6):91-92．

【3】彭美武．数控车床试切对刀法研究［J］．机械设计与制造，2009(2):195-196．

【4】张秀萍．数控机床的对刀原理及常用的对刀方法［J］．机械制造与自动化，2010(4):73-75．

【5】杨静云，李良仁．数控加工中对刀设定工件坐标系的控制方法［J］．组合机床与自动化加工技术，2009(5):72-74．