数控铣床操作实训中零件装夹及对刀方法

余文宇

摘 要：數控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似。以数控铣床实训为研究视角，介绍了长方体、圆柱体2种常见形体的装夹方法，并详细介绍了2种形体的对刀方法，以期为学生实训提供一定的帮助，从而保证实训效果。

关键词：长方体；数控铣床；对刀操作；圆柱体

中图分类号：TG547 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.143

“数控铣床”是“数字程序控制车铣床”的简称，它集通用性好的万能型铣床、加工精度高的精密型铣床和加工效率高的专业型普通铣床的特点于一身，是目前国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。而《数控铣床实训》是数控专业必须学习的课程，工件的装夹以及其对刀操作是数控铣床实训中的重要实训内容，同时，也是学生必须掌握的内容之一。工件在铣削加工前，要装夹合理且牢固，防止在切削过程中工件产生振动，发生设备故障和人身事故。数控铣床在完成工件合理装夹后，采取对刀的方式来确定工件原点的位置，建立正确的工件坐标系。鉴于此，本文总结和分析了数控铣床实训工件装夹及其对刀方法，这对提高学生的动手实操能力有很大的帮助。

1 长方体工件的装夹

图1为长方体工件。在工作过程中，工作人员应该根据图纸的要求来确定零件的编程坐标原点位置。该长方体编程原点O设在上表面中心处，坐标系中，X方向为该工件的长度，Y方向为该工件的宽度，Z方向为高度方向。具体的装夹步骤是：①机床工作台擦拭干净后，将平口钳安装到工作台上；②把长方体工件装夹在平口钳上，将等高垫铁放置在工件底面，X轴

方向与工件长度方向基本一致，并且使长方体工件加工部位的最低处高出钳口上表面，避免刀具在加工时与钳口发生碰撞；③将工件夹紧；④X轴与工件长度方向通过打表平行后将平口钳锁紧在机床工作台；⑤根据零件要求，还需要将Y轴与工件宽度方向进行打表，确定其是否符合要求；⑥按照要求，还需要检查工件上表面与工作台是否平行。

2 长方体工件的对刀

对刀环节是学生实训过程中的重要内容之一，对刀前，应根据零件图纸的要求确定工件原点的位置，然后再进行对刀操作，完成工件坐标系的建立。

2.1 X轴、Y轴方向对刀方法

2.1.1 基准边对刀

图2为长方体工件基准示意图。用寻边器来完成对刀过程，将工件左下角定为基准角，使寻边器与2个基准边刚好接触。

在X轴寻边时，得出当前机床坐标值为A，那么，当前基准边的机床坐标值为A+R（R为刀具半径值）。当前X轴方向工件原点为：X=A+R+a/2（a为工件长度）。

在Y轴寻边时，得出的当前机床坐标值为B，那么，当前基准边的机床坐标值为B+R。当前Y轴方向工件原点为：Y=B+R+b/2（b为工件宽度）。

2.1.2 分中对刀

有些工件需要将工件坐标原点设置到工件正中间处，这样，就需要采用分中对刀的方式进行对刀操作，比较方便、实用。

X轴左边寻边时，机床当前坐标值为A0；X轴右边寻边时，机床当前坐标值为A00；Y轴下边寻边时，机床当前坐标值为B0；Y轴上边寻边时，机床当前坐标值为B00.因此，当前工件坐标原点的机床坐标值X，Y分别为：X=（A0+A00）/2，Y=（B0+B00）/2.

2.2 Z方向对刀方法

在Z轴对刀的过程中，一般有2种情况：①Z轴零点在工件上表面；②Z轴零点在工件下表面。按照不同的要求，工作人员将分别进行Z轴的对刀工作。

2.2.1 Z轴顶面对刀

图3为长方体工件顶面基准示意图。

利用块规或Z轴设定器来设定当前机床坐标Z0.将块规或Z轴设定器放置在工件上表面处，当被测刀具正好与块规或Z轴设定器相接触时，读出当前机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0-h（h为块规或Z向设定器的高度）。

2.2.2 Z轴底面对刀

图4为长方体工件底面基准示意图。利用块规或Z轴设定器来设定Z0.将块规或Z轴设定器放置在工件下表面处，当被测刀具正好与块规或Z轴设定器接触时，读出当前机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0-h+H（H为工件的实际高度）。

X轴、Y轴、Z轴对刀完成后，将其数值输入到G54参数中，完成工件坐标系的建立。

3 圆柱体工件的装夹

圆柱体工件的装夹也是学生实训中必须要掌握的内容。一般情况下，将工件坐标系设置到工件上表面中心位置，具体装夹步骤是：①待机床工作台擦拭干净后，将平口钳安装到工作台上。打表使钳口方向与X轴方向一致，然后锁紧。②利用等高垫铁将工件垫起，钳口一侧放置V形铁，将工件装夹在平口钳上，使圆柱体工件加工部位的最低处高出钳口上表面，避免刀具在加工时与钳口发生碰撞。③打表使Z轴与工件的高度方向平行后夹紧工件。④按照要求还需要检查工件上表面与工作台是否平行。

4 圆柱体工件的对刀

4.1 分中对刀

在对圆柱体对刀时，大多采用的是分中对刀方法。利用寻边器，在X轴左边寻边时，机床当前坐标值为A0；在X轴右边寻边时，机床当前坐标值为A00；在Y轴下边寻边时，机床当前坐标值为B0；在Y轴上边寻边时，机床当前坐标值为B00。因此，当前工件坐标原点的机床坐标值X和Y分别为：X=（A0+A00）/2，Y=（B0+B00）/2.

在圆柱体对刀的过程中，需要注意的是，在X轴一侧对完后，Y轴方向不能移动，同样，在Y轴对完后，X轴方向也不能移动，否则对刀数值有误。

4.2 Z方向对刀

圆柱体Z方向对刀与长方体Z方向对刀相同。

5 结束语

综上所述，数控铣床的实训不仅有助于学生更好地熟悉数控工艺及编程知识和数控机床的操作技能，还对学生毕业后的就业大有益处。本文以长方体和圆柱体为例，总结了这2种不同工件的装夹方法和对刀方法，强调了一些注意事项，让学生很好地掌握了工件的装夹和对刀方法，不断练习，提高学生的动手实操能力。工件坐标原点的选择将直接影响最终的加工精度，工件坐标原点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以确保零件的实际加工精度。

参考文献

[1]郑金杰.浅谈实用的数控铣床对刀方法[J].华东科技：学术版，2012（12）.

[2]张红霞.数控铣床加工中对刀方法的应用[J].教育界，2014（15）.

〔编辑：白洁〕

文章编号：2095-6835（2017）04-0145-01