數控加工常見的七種對刀方法測頭測量係統高效率對刀調試

對刀是數（shù）控加工中的主（zhǔ）要操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度（dù）可以決定（dìng）零件的加工精度，同（tóng）時，對刀的效率直接影響數控加工的效率。僅僅知道對刀方法是不夠的，還（hái）要知道數控係統的各種對刀方法，以及這些方法在加工程序中的調用方法。同時要了解各種對刀方式的優缺點和使用條件。

一、對刀原則（zé）

對刀的（de）目的是建立工件的坐標係。對刀直（zhí）觀來說就（jiù）是建立工件在機（jī）床工作（zuò）台中的位置，實際上就是在機床坐標係中尋找對刀點（diǎn）的坐標。對於數控車床，加工前應先選擇（zé）對刀點。對刀點是指用數控機床加工工件時，刀（dāo）具相對於工件運動的起始點。對刀點可以設置在工件上(如工件上的設計基準或定位基準（zhǔn）)，也可以設置在夾具或機床上。如果設置在夾具或機床上的某一點上，就必須（xū）與工件的定（dìng）位（wèi）基（jī）準保持（chí）一定的精確尺寸關（guān）係。

設定刀具時，刀具點應與刀具設（shè）定點重合。所謂刀點，是（shì）指刀具的定位參（cān）考點。對於車（chē）削刀具，刀尖是刀具的（de）尖端。對刀的目的（de）是確定對刀點(或工件原（yuán）點)在機床坐標（biāo）係中的絕對坐標值，測量刀具的刀位偏差值。對刀精度直接影（yǐng）響加工精度。在工件的（de）實際加（jiā）工中，單一刀具的使用一般不能滿足工件（jiàn）的加工要求，通常采用多種刀具進行加工。當使用多個車刀進行加工時，在換刀位置不變的情況下（xià），刀尖的幾何位置會（huì）有所不同，這就要求不（bú）同的刀具在不（bú）同的起始位置（zhì）開始加工時，都能保證程序的正常運行。為解（jiě）決這一問題，機床的數（shù）控係統配備（bèi）了刀（dāo）具幾何位（wèi）置補償功能。利用刀具幾何位置補償功能（néng），隻要事先（xiān）測出每把刀（dāo）具相對於一把預選基準刀具（jù）的位置偏差，輸入到數控係統刀具參數修正欄中指定的組號中，就可以在加工程序中利用T指令在刀具軌跡中（zhōng）自動（dòng）補償刀具位置偏差（chà）。刀具位置偏差的測（cè）量也需要通過對刀操（cāo）作來實現。

在數控加（jiā）工中，對（duì）刀的基本方法有試（shì）切、對刀儀和自動對刀等。本文以數控銑床為例，介紹了幾種（zhǒng）常用的對刀方法。

1、試切刀法

這種方法簡單方便（biàn），但會在工件表麵留下切削痕跡，對刀精度低。如圖（tú）1所示，以（yǐ）工（gōng）件表麵中心的對刀點(與工件坐標係原點重合)為例采（cǎi）用雙邊（biān）對刀方式。

(1)x，y向對刀（dāo）。

①通過夾具將工件（jiàn）安裝在工（gōng）作台上。裝夾時，工件的四邊都要（yào）留出刀（dāo）位（wèi）。

②啟動主軸（zhóu）中速旋（xuán）轉，快速移動工作台和主軸，使刀具（jù）快速移（yí）動到靠近工件左側一定安全距離的位（wèi）置，然後降低速度移動到工件左側。

③接近工件時（shí），用微調操作(一般（bān）為0.01mm)接近（jìn），讓刀具慢慢（màn）接近工件左側，使刀具剛好接（jiē）觸到工件左側表麵(觀察，聽切削聲，看切削痕跡和切（qiē）屑，隻要出現一種情況，就說明刀具接觸到工件)，然（rán）後後退0.01mm，記下此時機床坐標係顯示的坐標值，如-240.500。

④沿Z軸正方向退刀至工件表麵（miàn）上（shàng）方，用同樣方法靠近（jìn）工件右側，記下此時機床坐標係中顯（xiǎn）示的坐標（biāo）值，如-340.500。

畫

⑤以此為基礎，可以得出工件坐（zuò）標係原點在機床（chuáng）坐標係中的坐標值如下

{-240.500+(-340.500)}/2=-290.500。

⑥同理，可以測出工件坐標係原點在機床坐標係中的坐標值。

(2)z向（xiàng）對刀。

①在工件上方快速移動刀具。

②啟動主（zhǔ）軸中速旋轉，快速移動工作台和主軸，使刀具快速移動到離工件上表（biǎo）麵安全距離，然後降低速度移動，使刀具端（duān）麵接近工件上（shàng）表（biǎo）麵。

③接近工（gōng）件時，用微調操（cāo）作(一般為0.01mm)接近，使刀具端麵（miàn）慢慢接近工（gōng）件表麵(注意刀具尤其是（shì）端銑刀接觸工件（jiàn）表麵小於半圓的區域時，最好在工件邊緣切削，盡量不（bú）要在工件表（biǎo）麵切削端銑刀的中心孔（kǒng）)， 使刀具（jù）端麵剛好（hǎo）接觸到工件的上表麵，然後再次抬軸（zhóu），記下此時（shí）在機床坐標係中（zhōng）的Z值，-140.400。

(3)將測得的（de）X、Y、Z值輸入機床工件坐標係的存儲地址G5*(一般用G54~G59代碼（mǎ）存儲（chǔ）對刀參數（shù）)。

(4)進入麵板輸（shū）入（rù）模式(MDI)，輸入“G5*”，按開始鍵(自動模式下)，運行G5*使其生（shēng）效。

(5)檢（jiǎn）查切刀設置是否正確（què）。

2、塞尺、標準芯軸、塊規刀法

這種方法類似於試切的對刀方法，隻是對刀（dāo）時主軸不轉動，在（zài）刀具和工件之間加一個塞尺(或標準芯軸和塊規)。塞尺就是不能自由抽動，所以計算坐標時要減去塞尺的厚度。因為主軸不需要旋轉切削，這種方法不會在工（gōng）件表麵留下痕跡，但是對刀精度不夠高。

3.使用尋邊器、偏心棒和軸定位器等工具設定刀具。

程序與嚐試切割刀具相似，隻是刀具被換成了（le）尋邊器或偏心杆。這是最常（cháng）用的方法。效率高，並能（néng）保證對刀精度。使用尋邊器時，必須小（xiǎo）心使其鋼球與工件輕微接觸。同時，被加工的（de）工件必須是（shì）良導體，定位基準具有良好的表麵粗糙度。z軸（zhóu）設置器通常用於轉移(間接)對刀。

4.轉移(間接)對刀。

加工一個工件通常需要（yào）不止一把刀。第二（èr）把刀的長度與第一把刀不同，需要重（chóng）新設置（zhì）。但有時零點是加（jiā）工掉的，不能直接找回零點，或者不允許損傷加工麵。在某些情況下，直接對刀不（bú）好。這時，可以使用間接零變化。

(1)第一刀。

①第一刀（dāo），試切法、塞尺（chǐ）法等（děng）。仍然被首先使用。記下此時工件原點的機床坐標z1。加工完第一把刀後，停止主軸。

②將對刀裝置放在機床工作台的平台（tái）上(如台鉗的大麵)。

③在手輪模式下，用手（shǒu）將工（gōng）作台移（yí）動到合適的位置，向（xiàng）下移動主軸，將刀底壓向刀頂（dǐng），旋轉刻度盤指針（zhēn），最好在一個圓內。記下此時軸設定（dìng）器的指示器，重新設（shè）定相對坐標軸。

④抬起主軸，取下第一把刀。

(2)第二刀。

①安裝第二把切刀。

②在手輪模式下，向下移動主軸，將刀底（dǐ）壓向刀頂，刻度盤指針旋轉，指針指向與第（dì）一刀相同的位置。

③記錄此時軸（zhóu）的相（xiàng）對坐標對應的值z0(有符號)。

④升起（qǐ）主軸並移除刀具。

⑤將原第一刀G5*中的z1坐標數據加z0(有符號)得到新坐標。

⑥這個新坐（zuò）標就是你要找的第二把刀對應的工件原點的機床實際坐標，輸入到第二把刀的G5*工（gōng）作坐（zuò）標（biāo）中，從而設定第二把刀的零點（diǎn）。其（qí）餘刀（dāo）的設置（zhì）方式與（yǔ）第二把刀相同。

注意:如果（guǒ）幾把刀使用同一個G5*，則步驟5)和6)應改為在第二把（bǎ）刀的長度參數中存儲z0，第二把刀的長度應調整為正（zhèng）確的G43H02。

5、頂刀法

(1)x，y向對（duì）刀（dāo）。

①通過夾具將（jiāng）工件安裝在（zài）機床（chuáng）工作台上，換成頂尖。

②快速移動工作台和主軸，使頂（dǐng）尖能（néng）移動到工件頂尖，找到工件畫線的中心點，降低速度移動，使頂（dǐng）尖能接近它（tā）。

③切換到微調操作（zuò），讓頂點慢慢靠近工件（jiàn）畫線的中心點（diǎn），直到頂點與工件畫線的中心點對齊（qí），記下此時在機床坐標係中的X、Y坐標值。

(2)卸下（xià）頂尖（jiān），裝上銑刀（dāo），用其他對刀方法，如試切法、塞尺法，獲得Z軸坐標值。

6、百分表(或百分表)對刀法(一般用於圓形工件對刀（dāo）)

(1)x，y向對刀。

將百分表安裝杆安裝在手柄上，或將百分表（biǎo）磁性座吸在軸套上。移動（dòng）工作台，將主軸（zhóu）中心（xīn）線(即刀具中（zhōng）心)移動到工件（jiàn）中心。調整磁（cí）座上伸縮杆的長度和角（jiǎo）度，使千分表與工件圓周麵接觸（chù）。(指針轉動約（yuē）0.1mm)，用（yòng）手慢慢轉動主軸，使（shǐ）百分表觸頭沿工件圓周麵轉動，觀察百分表（biǎo）指針移動是否方便。慢慢移（yí）動工（gōng）作台的軸線和軸。重複多次後，主軸旋轉時，百（bǎi）分表指針基本在同一位置(表頭旋轉一周，指針跳動量在允許的對刀誤差內，如0.02mm)。這時可以（yǐ）認為主軸的中心是軸，是主軸的原點。

(2)取（qǔ）下百分表，裝上銑刀，用其他對刀方法，如試切法和塞尺法，獲得Z軸（zhóu）坐標值。

以上對刀方法都比較複雜且考驗人工技術經驗（yàn），而使用自動數控（kòng）測頭則可（kě）以（yǐ）提供高（gāo）效率（lǜ）的在機（jī）測量解決（jué）方案，通過數控測量宏程序提供自動化加工的支持，自動對刀自動補償。且準確率極高，避免重複操作的時間成本浪（làng）費。

7、對刀方法專用刀具

傳統的對刀方式（shì）存在安全性（xìng）差(如塞尺設定，對頭刀（dāo）尖容易（yì）損壞)、機器時間太（tài）長(如試切需要反複切削)、人為造成的（de）隨機誤差大等缺（quē）點。不能適應數控加工（gōng）的（de）節奏，也不利於數控機床功能（néng）的發揮。該專用對刀裝置具有對（duì）刀精度高、效率高、安全性好等優點。它簡化了繁瑣的由經驗保證的對刀工作，保證了數控機床的高效率和高精度（dù），成為數控機床上解決對刀不可缺少的專用（yòng）工具（jù）。