发布时间 : 星期一 文章数控车床复杂零件加工的毕业设计更新完毕开始阅读ccc76dd076eeaeaad1f33038
对刀是数控车床加工中极其重要和复杂的工作，对刀的目的就是建立工件坐标系或是编程坐标系的过程。就是使刀架上每把刀的刀位点都能准确到达指定的加工位置。或是使工件原点（编程原点）与机床参考点之间建立某种联系。其中刀位点是刀具上的一个基准点，刀位点的相对运动轨迹就是编程轨迹，而机床参考点是数控机床上的一个固定基准点，该点一般位于机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。对刀方法较多，不同的人有不同的方法，不同的车床也可能会有不同。
（一）数控车试切对刀法的原理及对刀思路
深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路：使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T（应用软件版本号为5.30）；以工件右端面中心为程序原点，用G92指令设定工件坐标系；直径编程，程序起点H的工件坐标为（100，50）；刀架上装四把刀：1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀（全文所举实例均与此相同）。如图1所示，基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（CRT）显示试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。根据A点与O点的机床坐标的关系：XO= XA－Φd，ZO =ZA，可以推出程序原点O的机床坐标。再根据H相对于O点的工件坐标为(100,50)，最后推出H点的机床坐标：XH=100－Φd，ZH= ZA+50。这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。
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图1 手动试切对刀示意图
如图2所示，由于各刀装夹在刀架的X、Z方向的伸长和位置不同，当非基准刀转位到加工位置时，刀尖位置B相对于A点就有偏置，原来建立的工件坐标系就不再适用了。此外，每把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损，因此各刀的刀偏置和磨损值需要进行补偿。获得各刀刀偏置的基本原理是：各刀均对准工件上某一基准点（如图1的A点或O点），由于CRT显示的机床坐标不同，因此将非基
准刀在该点图2 刀具的偏置和磨损补偿
处的机床坐标通过人工计算或系统软件计算减去基准刀在同样点的机 床坐标，就得到了各非基准刀的刀偏置。 受多种因素的影响，手动试切对刀法的对刀精度十分有限，将这一阶段的对刀称为粗略对刀。为得到更加准确的结果，如图3所示，加工前在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程
序，通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路，反复修调基准刀的程序起点位置和非基准刀的刀偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求，将这一阶段的对刀称为精确对刀。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。
综合这两个阶段的对刀，试切法对刀的基本操作流程如下：用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工计算或自动获得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大概的程序起点位置→基准刀反复调用试切程序，测量尺寸后，以步进或MDI方式移动刀架进行误差补偿，修正其程序起点的位置→非基准刀反复调用试切程序，在原刀偏置的基础上修正刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。
图3 多刀试切对刀示意图
（二）工件对刀步骤
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使用G50、G92指令试切对刀
在对刀时，我们可以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，如图1所示，对刀的目的就是将刀具的刀位点移至A点，这样，通过A点间接确定出工件的编程坐标系原点O的位置。
对刀步骤如下：
（1）使数控车床返回机床参考点。 （2）使刀具原有的偏置量清零。
（3）用“手轮”方式车削工件右端面和工件外圆。
（4）使刀具退到工件右端面和外圆母线的交点，如图1所示中C点的位置。 （5）让刀尖向Z轴正向退α mm（可使用相对坐标清零方式操作）。 （6）停止主轴转动。
（7）用外径千分尺测量工件外径尺寸d。 （8）让刀尖向X轴正向退b-d。
（9）则刀尖现在的位置就为程序中G50（G92）规定的位置。要求其程序形式为：
O * * * *（程序号） N10 G50（G92） Xα Ｚb N20 ?? ??
至此，对刀工作全部结束，可以调出程序进行加工了。但要注意的是采用此种方法对刀，加工前必须将刀具的刀位点放在指定的位置上，而且此种对刀方法，仅适合一把刀具加工工件。
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五、数控编程
用FANUC 0i系统数控编程，采用绝对值编程，绝对值坐标用X、Z地址表示，，且坐标尺寸采用小数点编程。
（一）数控程序 O0001;
T0101; (换1号刀) N10G99G00X100.0Z80.0S800M03; (工件坐标系设定, 主轴正转800r/min） N20G00X60.0Z2.0; (快速点定位)
N30G71U2.0R0.5; (外径粗加工复合循环) N40G71P50Q100U0.5W0.5F0.2 S1000; (外径精加工复合循环) N50G01X16.0Z0; (刀具靠近工件处) N60G01X20.0Z-33.0F0.15; (加工倒角 ) N70X30.0; (精加工端面) N80Z-43; (精加工?30.0的外圆)
N90G03X42.0Z-53.0R6.0; (精加工R6的圆弧) N100G01X36.0Z-67.0; (加工锥度) N110Z-68.0 （加工?36的外圆） N120G02X40.0Z-77.0R2.0 （加工R2圆弧） N130G01X44.0 N140X46.0Z-78.0 (倒角) N150Z-83.0;
(加工?46的外圆)
N160G02X44.0Z-113.0; (精车R25的圆弧) N170G03X52.0Z-122.0 N180G01Z-133.0;
（精车R15的圆弧)
(精车?52的外圆)
N190G00X100.0Z160.0; （退刀） N210T0202;
（换刀）
N220G00X20.0Z2.0; （第一头螺纹刀快速点定位）
N230G76U1.5R2E1A60X17.73Z-26K0.5413U0.1V0.1Q0.5F1;（第一头螺纹加工）
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