试切对刀法Microsoft Word 文档

1、6/6数控车床试切对刀精度控制方法的研究吕怡方刘芬（山东英才学院 机械制学院,山东 济南 20104）摘要：现代制造业在中国的崛起促进了现代数控加工技术的进步，而数控加工精度是现代数控加工技术的核心之一,也是整个加工制造业永恒的主题。本文重点论述了数控车床对刀的基本理论和常用方法,并结合教学实践，提出数控车床试切对刀操作中为提高数控加工精度应采取的一些措施和需注意的问题。关键词： 数控车床；试切对刀；加工精度；尺寸精度引言数控加工是一种高精度、高效率、高可靠性的加工制造方法，其中数控加工精度的把握尤为重要.影响数控加工精度有诸多因素,例如数控机床本身的精度、工艺系统的状态、加工程序的正确性、工

2、艺方案的合理性、对刀操作的精确程度等。在分析数控加工精度时，各种因素应需要综合分析，具体问题具体处理，不能简单给出结论.在影响数控加工精度的诸多因素中,对刀操作的精确程度对数控加工精度有着最为直接的影响,所以，对每一位学习数控加工技术的人来说，对刀操作是数控加工技术诸环节中的重要一环。由于数控机床的种类很多，其对刀操作的难点各异，因此各类数控机床的对刀操作应当分别学习，不能一概而论。1 数控车床的对刀对刀是数控加工中比较复杂的工艺准备工作之一,对刀操作的精确程度将直接影响到加工程序的编制及工件的尺寸精度。对刀也是数控加工中的主要操作内容之一，在数控加工程序执行前，调整每把刀的刀位点使其尽量重合

3、于某一基准点上的操作过程都叫对刀。数控车床的常用的对刀方法有两种：试切对刀法和光学对刀法。其中，光学对刀法是一种非接触式设定基准重合原理而进行的对刀方法,其定位基准通常由光学显微镜(或投影放大镜）上的十字基准刻线交点来实现。这种对刀方法比试切对刀法精度要高，但需购置对刀辅助设备,成本较高。因此光学对刀法一般用于数控加工精度要求更高一些的场合，例如航天或军工生产。试切对刀法是一种接触式设定基准重合原理对刀的方法。它的操作包括试切工件表层-测量工件尺寸-输入刀具位置补偿值三个步骤。该方法由于直接测量工件尺寸,所以可得到更加准确和可靠的结果。通常，使用普通的千分尺和游标卡尺作测量工具,其尺寸精度值能

4、够精确到0.0mm，估读值可达0.005mm-0。0mm左右，对于一般的数控加工这样的尺寸精度已经够用了。因此，试切对刀法是一种应用最为普及的数控加工对刀方法。2 试切对刀的原理和方法.1 试切对刀的原理数控车床的试切对刀就是使车刀的刀位点与程序的原点重合，而程序的原点就是工件坐标系的原点，从这一方面来说试切对刀是建立了车刀与工件坐标系之间的严格位置关系。但试切对刀的作用还不仅如此，从另一方面说，试切对刀输入位置补偿值的操作过程,是数控车床的机床坐标系下各点的坐标值按照工件坐标系原点重新赋值的过程。也就是说试切对刀是机床坐标系向工件坐标系的转换。只有这样在执行程序时车刀的刀位点才能准确地沿着工

5、件坐标系所规划好的走刀路线依次切除掉工件毛坯上多余的材料，最终形成工件的表面轮廓.因此，数控车床试切对刀的实质可以总结为：使参与数控加工的工件、刀具和机床三者实现了在工件坐标系下的严格统一.2.2 试切对刀的方法根据现在数控机床控制系统的成熟程度，数控车床试切对刀大概包括如下几种方法。(1)使用G50或G92指令对刀。通过设置刀具起点相对工件坐标系的坐标值来设定工件坐标系。（2)使用G54/55/G56/57/58G59指令对刀。使用现代数控车床提供的存储型零点偏置模式建立坐标系，它是将对刀特定点的当前机床坐标输入到数控系统零点偏置的存储单元中，从而得到刀具当前刀位点的工件编程坐标。(）使用绝

6、对型刀具位置补偿方式对刀.数控系统通过对刀可以直接获得每把刀具的刀位点相对于工件编程坐标原点的机床绝对坐标，并将此坐标直接输入到数控系统的刀具位置存储单元中，在程序中调用带有刀具位置补偿号的刀具功能指令后,即建立起工件的编程坐标系.（4)使用相对补偿法对刀。此种对刀方法是先确定一把刀作基准(标准）刀,并设定一个对刀基准点,把基准刀的刀补值设为零，然后使每把刀的刀尖与这一基准点接触，利用这一点为基准，测出各把刀与基准刀的X、轴的偏置值。这样就得出每把刀的刀偏量，并把此值输入到数控系统当中。以上四种方法都需要试切工件,有的还需要进行一些简单计算。通过实际操作对比可知,第三种对刀方法最为简便，因此，

7、以下关于数控车床试切对刀精度控制方法的讨论主要针对第三种方法展开。数控车床试切对刀精度控制数控车床试切对刀的操作过程包括试切工件表层、测量工件尺寸和输入刀具位置补偿值三个步骤。其中，测量工件尺寸要求操作者要有过硬的测量技术,而输入刀具位置补偿值则要求输入数据的正确无误。这两个部分没有隐含的概念问题,只要多练习操作基本功就能够把握。而试切工件表层这一操作步骤仅靠勤加练习是无法完全掌握的，下面针对试切工件表层中几个不同的操作内容，以及在实际加工过程中为提高数控加工精度应采取的一些措施和需注意的问题，进行分析和论述。 X轴方向的试切对刀在X轴方向对刀时,首先应注意的是试切工件表层所使用的进给速度f、

8、背吃刀量a和切削速度v取值应与程序中的精切程序段所使用的f、和v各自相同或相近。原因是f和都会引起工件尺寸精度的变化,而v则会引起工件表面粗糙度的变化。当两者各自相同时,工件最终的尺寸精度最好,表面粗糙度最为符合。（1)通过f对理论粗糙度的影响规律可以发现，当和一定时f的增大会使残留面积的高度R增大,当且刀位点不变时，一定会引起波峰点的位置变化，如图1所示。由于测量工件尺寸的被测点肯定是波峰点，根据残留面积高度R的计算公式：=/（ctg)，当f增大时必然会引起尺寸精度的变化。一般，如果试切外圆柱表面时所选择的f值大而精切时所使用的值小，则工件的最终尺寸将减小。反之，则会使工件最终尺寸增大。图1

9、 残留面积高度及其波峰点示意图()a值主要通过对切削力的影响来影响工件的尺寸精度.由于工艺系统的刚性是一定的，所以当a值大时径向切削力就大,而大的径向切削力会使车刀的径向“让刀”量增大。因此，如果试切工件时所使用的a值与精切时的值不同肯定会引起工件径向尺寸的变化。当使用经济型数控机床加工细长工件且工件材料硬度较高时,a值的选取一定要更加重视。(3）v值对工件的表面粗糙度影响不容忽视。数控车削获得好的表面粗糙度的方法就是“高速精车”。当工件材料刀具材料等切削条件一定时，过高的切削速度会使刀具磨损加剧，而过低的切削速度又会使表面粗糙度变差。现在数控车的精切线速度已经达到（120180）m/min.

10、因此试切工件表层时可以由低到高用不同的v试切，并且观察表面粗糙度的变化，当达到所需要的表面粗糙度时,就固定此v作为精切时的线速度.当工件外径有多级，且各级外径尺寸差异很大，或者还有内孔和断面时，为达到各个表面粗糙度都合适，使用恒线速度切削而不用恒转速切削，这样做把握性比较大。另外,当工件为锻件毛坯、铸件毛坯或者毛坯表面极不规则时，向的试切对刀应当两次试切工件表层或三次试切工件表层，而最后一次试切应遵循、a和v与程序中精切程序段f、a和v各自相同或相近的原则。原因是用多次切削以消除毛坯余量不均匀所带来的表面形状的不规则状况，从而避免造成测量出现误差，防止由此而产生的尺寸精度偏差. Z轴方向试切对

11、刀轴方向试切对刀时，重点应考虑按“入体原则”将Z=0的平面设置在试切平面里0。2m03mm处，这样做可避免机床Z向重复定位误差所造成的尺寸偏差，使工件Z向尺寸最为精确.(数控车床的Z向重复定位误差一般最少也在。005m）以上两点主要是针对各类精车刀而谈的,当工件尺寸公差越小、表面粗糙度要求越精、单件生产时,以上两点越显重要。 切槽刀和螺纹刀的试切对刀在数控车床上使用切槽刀、螺纹刀完成加工时,试切对刀应首先保证这两种刀的主刀刃安装要“准确到位”。即切槽刀的主刀刃要么平行于Z轴，要么平行于X轴.而螺纹刀的左右两条主刀刃要么对称与轴,要么对称与Z轴。操作上可用对刀样板或万能角度尺来调整主刀刃的位置，

12、待主刀刃调整到位后,再进行X轴和Z轴方向的对刀操作。显然，在数控车加工中若使用多种刀共同完成切削时，除了应根据各种刀具的特点完成各自的试切对刀外，还要注意各刀的刀位点的一致性,只有各刀的刀位点都与工件坐标系原点的重合度高，将来加工出的工件的尺寸精度才能好。结语数控车床试切对刀是数控加工中一个实践性很强的技术环节,同时又是一个关系加工精度好坏的关键步骤。做好试切对刀,一定要从道理上认清它的实质和作用，建立起立体思维概念。在操作层面上，则要把握好试切对刀的每一个环节，从测量用具的使用，到刀具安装调整，再到数据输入规范，每一招每一式都要认真训练.只要处理好了这一个个技术细节,数控加工精度将会得到可靠

13、的保证。参考文献：【】张伟。数控机床操作与编程实践教程。浙江大学出版社。2007。【2】倪春杰。数控机床技能鉴定培训教程。化学工业出版社.2009.【3】王吉林。现代数控加工技术基础实习教程。机械工业出版社.209.【4】余英良。数控机床加工技术。高等教育出版社。2007【】王平.数控机床与编程使用教程.化学工业出版社。8。A Studo Accrac Cotrol MehdaboutToolsettinofCC Lathe Yifan LIU (Sco ofMechnical EngineingndAutomio， Shandong YingcVotionl Tecnoo Colege， in， handog ,0104)Aba： he moer anufacturig inCia to promotethe ise of en CC ahiing tehnology， CCmaching accurac i one the cr of moe CC mahiing ehnoogy,as wel a a eteral te i aufcin This article focuss on e bac theor andmethods abut l-settig f C