数控机床对刀在加工中的作用

周学丽

摘要：本文主要论述了对刀在数控加工中的重要性，对刀过程的精确度直接影响加工精度，讨论了机床加工中采用的几种对刀方式，明确哪种对刀方式比较常用，在何种情况下用何种对刀方式。对于对刀结果的运算进行了处理。

关键词：数控车床 坐标系 参考点 对刀

0 引言

对刀在数控加工过程中占很重要的作用，在实际加工过程中，对刀的精度直接影响加工的精度，还直接影响加工效率，对刀方式有多种，在加工过程中要明确对刀的方法，明确哪种方法最简单，在什么情况下使用何种方式，以及在对刀过程中的优缺点、使用条件等。

1 对刀原则

①选定的对刀点位置，应便于数字处理和使程序编制简单。②在机床上容易找正，便于确定工件零点的位置。③加工过程中便于检查。④引起的加工误差小。

2 对刀方法

2.1 试切对刀法

2.1.1 x，y向对刀。①在工作台上装夹工件，同时在工件的四個侧面预留对刀位置。②启动主轴旋转，并移至工件附近和工件的左侧面，略碰到工件表面，在面板上记录坐标值，如-240.500，然后抬刀移至工件的右侧面，在面板上记录坐标值，如-340.500。③在机床坐标系中X方向，可以得工件坐标系原点的坐标值为{-240.500+ （-340.500）}/2=-290.500。④同时测得工件Y方向机床坐标系中的位置。

2.1.2 z向对刀。①启动主轴带动刀具转动。②将刀具移至工件的上方。③通过微调操作，接近工件表面。记录下刀具在Z方向的坐标值，如-140.400，以及相应的机床坐标系的-140.400。④在机床工件坐标系存储地址G5*中输入测得的x，y，z值。⑤登录面板的输入模式，输入“G5*”，运行G5*使其生效。⑥对对刀的正确性进行检验。

2.2 塞尺、标准芯棒、块规对刀法 这种方法在刀具与工件表面加入塞尺，让刀具碰撞到塞尺。在记录坐标值时把塞尺的尺寸减去。

2.3 采用寻边器、偏心棒和轴设定器等工具对刀法 该法是最常用的对刀方法。特点是效率高，能保证对刀精度，让其钢球部位与工件轻微接触，被加工工件为良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。

2.4 顶尖对刀法 ①将工件装夹在工作台上，主轴上安装顶尖。②快速移动工作台和顶尖，并以降低速的方式接近工件。③修正进给倍率为微调状态，对准画线的中心点，并记录X、Y值。④卸下顶尖，装上铣刀，用试切法或者塞尺法测量Z轴方向的坐标值。

2.5 百分表（或千分表）对刀法（一般用于圆形工件的对刀） ①x，y向对刀。在刀柄上安装百分表，在主轴带动下，百分表开始转动，移动工作台，使主轴中心线对准工件的中心。②把百分表卸下，装上铣刀，用试切法或者塞尺法测量Z轴方向的坐标值。

3 数控编程中的数学处理

3.1 圆弧连接的计算 一零件轮廓如图1所示，其中A、B、C、D、E、F为基点，A、B、C、D可直接由图中所设工件坐标系中得知，而E点是直线DE与EF的交点，F是直线EF与圆弧AF的切点。

3.2 节点坐标的计算

3.2.1 求曲线段的最小曲率半径Rmin。最大插补误差δmax必在最小曲率半径Rmin处产生，已知曲线曲率半径为：R=■ （1）

欲求最小曲率半径，应将式（1）对x求一阶导数，即■=■

令dR/dx=0，得3y″2y′-（1+y′2）y？苁=0 （2）

由此可求出最小曲率半径处的x值。将此值代入式（1），可得Rmin。

3.2.2 等误差插补法

①如图2所示曲线以（x0，y0）为圆心，δ为半径作圆，圆方程为：

（x-x0）2+（y-y0）2=δ2

②作该圆与轮廓曲线y=f（x）的公切线，得到两切点（ξ0，η0），（ξ1，η1），满足下列联立方程：

对曲线对圆：

对圆：f′（？孜1）=■f（？孜1）=？浊1F′（？孜0）=■F（？孜0）=？浊0

式中，y=F（x）表示圆方程，由此可求得公切线的斜率k，k=■。

4 结束语

本文验证了几种对刀方式，通过验证，取得了相同的效果。在不同的机床上使用不同的方式能达到更好的效果，对其它数控系统也具有一定推广价值。

参考文献：

[1]蒋洪平.数控机床维修[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]杨仲冈.数控设备与编程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]朱文艺，陆全龙.数控机床故障诊断与维修[M].北京：科学出版社，2006.