數(shù)控銑床的對(duì)刀原理及對(duì)刀方法

張玉蘭

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

1 對(duì)刀的概念

數(shù)控程序員根據(jù)零件圖紙，選定一個(gè)能簡(jiǎn)化編程和對(duì)刀的坐標(biāo)系及其原點(diǎn)，這個(gè)原點(diǎn)被稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)。編程原點(diǎn)的選擇一般要與工件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合，因此編程原點(diǎn)同時(shí)又被稱為工件原點(diǎn)。

所謂的對(duì)刀，其實(shí)就是工件坐標(biāo)系的建立，其過程如下：選擇裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，找出該點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。找出工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的過程稱為對(duì)刀。

2 對(duì)刀方法

數(shù)控銑床的對(duì)刀方法一般可分為兩大類：一種是試切法加工刀具直接試切工件對(duì)刀，這種只適合沒有加工過的毛坯件。二是使用常用的輔助工具來進(jìn)行精確對(duì)刀，這種對(duì)刀方法刀具跟工件沒有直接接觸，適用于經(jīng)過粗加工或精加工的工件。

工件坐標(biāo)系原點(diǎn)可以采用試切找出，也可以使用輔助工具（尋邊器、百分表等）來尋找工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。常見的尋邊器類型有機(jī)械式、電子接觸式、光電感應(yīng)式。下面著重介紹幾種常見采用輔助工具來尋找工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的方法。

2.1 XY平面找正

（1）使用百分表尋找編程原點(diǎn)。幾何形狀為回轉(zhuǎn)體的零件常使用百分表找正編程原點(diǎn)，通過百分表找正的目的是使主軸軸心線與工件軸心線同軸，這樣就找到了XY平面的中心。

圖1 XY平面找正

方法如下：①找正之前，調(diào)整到手動(dòng)方式，使主軸降到工件上表面附近，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，調(diào)整位置，使主軸軸心線大致與工件軸心線同軸，再抬起主軸到一定的高度，方便安裝磁力表座，在主軸端面把磁力表座吸附好，然后安裝好百分表頭，使百分表觸頭與工件圓柱表面接觸，如圖1所示；于找正過程中，X軸或Y軸可進(jìn)行單獨(dú)找正。若對(duì)X軸先找正，則Y軸則不動(dòng)，在X方向的坐標(biāo)上調(diào)整工件。旋轉(zhuǎn)主軸，使百分表繞著工件在X1與X2點(diǎn)之間作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，觀察X1與X2點(diǎn)，調(diào)整工作臺(tái)X方向的運(yùn)動(dòng)，使百分表指針在X1點(diǎn)的與X2點(diǎn)位置相同，說明X軸的中心確定了。同理，進(jìn)行Y軸中心的確定；③記錄此時(shí)“POS”屏幕顯示的X、Y坐標(biāo)值，在工件坐標(biāo)系（G54）輸入X測(cè)量、Y測(cè)量。

（2）使用離心式尋邊器進(jìn)行找正。當(dāng)零件的幾何形狀為矩形時(shí)，一般采用離心式尋邊器進(jìn)行編程原點(diǎn)的尋找。

具體方法如下：①在主軸上安裝好尋邊器；于在MDI模式下輸入程序使尋邊器旋轉(zhuǎn)；M03 S600；③循環(huán)啟動(dòng)該程序，使尋邊器旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)數(shù)一般為600r/min（注尋邊器轉(zhuǎn)數(shù)一般為600～660r/min）；④選擇手動(dòng)模式，同時(shí)，把屏幕切換到“POS”機(jī)械坐標(biāo)顯示狀態(tài)觀察坐標(biāo)；⑤找X軸坐標(biāo)。選擇相應(yīng)的軸選擇旋鈕，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，使其接近X軸方向的一條側(cè)邊使尋邊器正確找正X軸一側(cè)，記錄屏幕顯示畫面中的機(jī)械坐標(biāo)系的X值，設(shè)為X1，用同樣的方法找正另一側(cè)，記錄下X2，但應(yīng)注意以下3點(diǎn)：第一，主軸轉(zhuǎn)速在600～660 r/min；第二，尋邊器逐漸靠近工件時(shí)，機(jī)床的手動(dòng)進(jìn)給倍率應(yīng)由快調(diào)整到慢；第三，Z坐標(biāo)的找正不能使用尋邊器；⑥計(jì)算求出 X=（X1垣X2）/2，輸入相應(yīng)的工作偏置坐標(biāo)系；⑦用同樣方法測(cè)量并計(jì)算出工件坐標(biāo)系Y軸坐標(biāo)。

圖2 離心式尋邊器進(jìn)行找正

2.2 Z坐標(biāo)找正

Z軸方向原點(diǎn)一般取在工件的上表面。對(duì)于Z軸的找正，一般采用量塊或銑刀刀柄來進(jìn)行Z坐標(biāo)值的測(cè)量，如圖3所示。

找正方法：①選擇手動(dòng)狀態(tài)，把屏幕切換到“POS”機(jī)械坐標(biāo)顯示狀態(tài)觀察坐標(biāo)值變化；于采用量塊或銑刀刀柄試塞，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，使其在Z軸方向接近工件，降低手動(dòng)進(jìn)給倍率，然后使用量塊或銑刀刀柄去與刀具端面或刀尖進(jìn)行試塞。通過反復(fù)調(diào)整試塞，使得量塊與刀具端面或刀尖接觸，即Z方向編程原點(diǎn)已找到；③記錄“POS”機(jī)械坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值，在G54坐標(biāo)系中把該值輸入相應(yīng)的工作偏置中；④校驗(yàn)找正工件坐標(biāo)系是否正確，用MDI功能控制機(jī)床運(yùn)行（程序指令，G54G90G00X0Y0Z50）。

使用通用工具來進(jìn)行對(duì)刀，操作者的熟練程度直接決定其對(duì)刀精度與對(duì)刀速度，在實(shí)踐過程中反復(fù)訓(xùn)練，能夠達(dá)到較高的對(duì)刀精度與對(duì)刀速度，多數(shù)工件的加工精度要求都基本上能滿足，因此，在日常生產(chǎn)中非常重要，具有一定的推廣價(jià)值。