数控车床的对刀原理及对刀方法

数控车床的对刀原理及对刀方法

班级:XXX 姓名:XXX 学号:XXX

摘要:

对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。数控车床的对刀操作是一项非常重要的工作，对刀的目的是在机床上建立工件坐标系，并使计算机数控系统（CNC）掌握刀具在工件坐标系中的位置。不正确的对刀会导致工件报废，甚至发生撞刀事故，因此掌握正确的对刀方法是学习数控机床操作中的一项关键内容。但由于很多人不理解对刀操作的原理，使得大部分操作者只会盲目的按步骤进行对刀，对刀操作缺乏灵活性，遇到一些特殊零件时就容易发生对刀错误。所以要成为一名优秀的数控车床操作员，就应该理解对刀方法的原理，才能在对刀过程中保持清晰的思路，对刀错误的发生。

关键词: 参考点工件坐标系试切对刀对刀原理

Abstract:

A knife is for nc machining of the main operation and important skills. Under certain conditions, the accuracy of the tool can be decided to part machining precision, at the same time, the tool also directly affect the efficiency of nc machining efficiency. Numerical control lathe to knife operation is a very important work, the tool in the machine tool is the purpose of building the workpiece coordinate system and make the computer numerical control (CNC) system master tool in the position of the workpiece coordinate system. Not the right to DaoHui lead to workpiece scrap, even happen colliding accidents, so the right to knife method is the study of the nc machine tool operation a key content. But because a lot of people

do not understand the tool operation principle, make most of the operator will only blind according to the steps of cutter.The tool operation lack of flexibility, meet some special parts is prone to error of knife. So to be a good CNC lathe operator, you should understand the tool, the principle of method, can in the knife remains during the process of clear thinking, the tool error.

Keywords: reference point Workpiece Coordinate System Try to cut knife method Principle of the tool

1 绪论:

数控车床的对刀问题一直是一个难题, 这一问题已成为数控加工中的瓶颈, 阻碍了数控加工效率和质量的提高。为此, 本文分析了数控车床的对刀原理,

并从实用角度介绍了几种常用的对刀方法。

2 对刀原理分析:

2.1为什么要对刀

数控编程及加工一般分六步: 工艺分析、数学计算、编程及模拟、对刀、试切、正式加工。其中,对刀是保证数控加工质量的一个重要环节。这是因为, 数

控机床由数控系统按照零件加工程序进行控制, 完成自动加工。只有建立了正确

合理的坐标系, 才能对刀具的运动轨迹做出准确描述, 保证加工质量。其中涉及

到两个坐标系: 机床坐标系和工件坐标系。当毛坯装夹好之后, 务必要确定工件

原点的机械坐标值, 才能将两个坐标系联系起来, 这一步工作在数控加工中是

通过“对刀”来实现的。

2.2 对刀的实质

2.2.1对刀实质的概述

一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根

据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标

系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工

件原点。

数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行

位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床

位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不

变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。

在图2-2-1中，R是工件原点，O是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。

图2-2-1 数控车削对刀原理

编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖

的初始位置（机床原点）与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实

际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来

并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹。所谓对刀，其实质就是侧

量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床

坐标系里的坐标。

2.2.2 数控车刀的刀位点

数控加工中用到的各种刀具，都具有一定尺寸大小，而不是一个点，所以

当一把刀具在坐标系中的某个位置（即某一点）时，实际上是指刀具上的某一

点与坐标系中的这一点重合。刀具的定位基准点，称之为刀位点，刀具在坐标

系中的位置，实际上是指刀位点的位置。数控车削常见的各种车刀，主要是以

刀尖为刀位点,如图2-2-2

图2-2-2

2.2.3 数控车床坐标系和工件坐标系

数控车床坐标系:是指以机床原点为坐标原点所建立的坐标系。数控车床的机床原点通常取盘前端面与主轴中心线交点处( 如图2-2-3中O点) 。一般机床原点在数控车床出厂前由生产厂家已经调整好, 一般不允许用户随意变动。如图2-2-3中XOZ为机床坐标系。

工件坐标系：是指以工件原点为坐标原点所建立的坐标系。工件原点通常取工件端面与工件中心线交点处( 如图2-2-3中R点) 。如图2-2-3中XRZ为工件坐标系。

图2-2-3

3 对刀方法

在数控加工中数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式），如图 3所示。

图三数控车床对刀方法

3．1 试切对刀法

试切对刀法法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法。

如图3-1所示，工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置。

例如，2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0，那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0；刀架在Z为 180.0时切的端面为0，那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125.0，180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。

事实上，找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置，而是找刀

尖点到达(0，0)时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀，在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。