２０１０年１２月 十堰职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｉｙａｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｄｅｃ．，２Ｏｌ０ 第２３卷第６期 ＶｏＩ．２３ ＮＯ．６ “程序试切法’’对刀 在数控车床对刀中的应用 夏超国，江萍 （十堰职业技术学院机电工程系，湖北十堰４４２０００） ［摘 要］ 本文在数控车床常用的“试切法”对刀的基础上，提出了“程序试切法”对刀方法。选 择数控车床加工常用刀具，给出了“程序试切法”对刀的对刀步骤、试切程序和“试切法”对刀的误 差修正方法，并分析了“程序试切法”对刀的优缺点。 ［关键词］ 数控车床；对刀；程序试切法 ［中图分类号］ＴＧ５１９．１ ［文献标识码］Ａ［文章编号］ １００８—４７３８（２０１０）０６—００９９—０４ 对刀是数控车床操作中的主要操作和重要技 能。对刀的准确性决定了零件的加工精度，同时，对 刀效率还直接影响数控车床的加工效率。为改善对 刀精度，我们根据“试切一测量一误差补偿”的思路， 设计出了使用数控程序控制的“程序试切法”对刀 方法，并具体总结介绍了此方法在几种常见刀具对 刀中的应用，希望对大家的对刀操作有所启发。 Ｚ 秘霉蕊堀盏 ｌ 数控车床的对刀原理 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创新对刀方 法都具有指导意义。对刀的实质是确定工件坐标系 ２ 几种常用刀具“试切法”对刀的步骤及优 原点在机床坐标系中的位置ｎ］。由于不同刀具装夹 缺点 几种常用刀具“试切法”对刀步骤见图２。 在刀架上的Ｘ、Ｚ方向的伸长和位置不同，于是当不 图１ 对刀原理示意图 同刀具转位到切削位置时，刀尖位置相对于工件坐标 系原点Ｏ就有了不同的偏置。获得各刀刀偏值的基 本原理是：各刀均对准工件坐标系原点Ｏ。由于显示 器上显示的机床坐标不同，因此将各刀在该点处的机 坐标系原点 Ｚ 床坐标通过人工计算或系统软件计算，就得到了各刀 的对刀值。。”Ｊ。 机床坐标系原点 为使下文叙述方便，本文作以下约定：（１）使用 配置华中世纪星数控系统的数控车床；（２）以工件右 端面中心为工件坐标系原点，并采用刀具功能指令 设定工件坐标系；（３）刀架上四把常用刀具为：一号 刀为９０。外圆车刀、二号为切槽刀、三号刀为６Ｏ。三 角螺纹车刀、四号刀为镗孔刀。 ［收稿日期］２Ｏ１０－０９—２７ ［作者简介］夏超国（１９６８一），男，十堰职业技术学院机电工程系实验师，江萍（１９７２一），男，十堰职业技术学院机电工程系讲师。 图２试切法对刀刀具相对位置示意图 ９９一 夏超国，江 萍：“程序试切法”对刀在数控车床对刀中的应用 ２．ｉ ９０。外圆车刀“试切法”对刀步骤 （Ｉ）手动切削试切工件的端面，输入试切长度。如 ２．４镗孔刀“试切法”对刀步骤 （１）手动将镗孔刀的刀尖靠到试切工件的端面上， 果一号刀的加工程序使用的刀偏是Ｔ０１０５，就将“０”输人 如果四号刀的加工程序使用的刀偏是＂Ｉ＂０４０１，将“０”输入 到＃０００５中“试切长度”地址中。输入方法，将光标移动 到＃０００１试切长度地址中。输入方法同上。 到＃０００５“试切长度”处，用回车键激活地址，用数字键输 人０，然后再用回车键确认即可。（如图３） （２）手动切削试切工件的内孔到图２所示位置， 沿Ｚ轴退出刀具，测量试切工件试切位置的直径 （２）手动切削试切工件的外圆到图２所示位置， Ｄ２。输入试切直径Ｄ２到＃０００１中“试切直径”地 沿Ｚ轴退出刀具，测量试切工件试切位置的直径 ＤＩ。输入试切直径Ｄ１到＃０００５中“试切直径”地 址中，输入方法同上。 图３ 试切直径和长度输入示意图 ２．２切槽刀“试切法”对刀步骤 （１）手动将切槽刀左刀尖靠在试切工件的端面， 如果二号刀的加工程序使用的刀偏是Ｔ０２０４（左边 刀尖），切削编程刀尖是左刀尖，那么我们就将０输 入到＃０００４中“试切长度”地址中。如果二号刀的 加工程序使用的刀偏是Ｔ０２０３（右边刀尖），切削编 程刀尖是右刀尖，那么我们就将切槽刀的刀头宽度 值，输入到＃０００３“试切长度”地址中。 （２）移动切槽刀靠至图２所示的工件外圆处，此 时的工件直径即为一号刀所车削的外圆尺寸Ｄ１，将 Ｄ１分别输入到＃０００３、＃０００４的“试切直径”中。 输入方法同上。 ２．３ ６Ｏ。螺纹刀“试切法”对刀步骤 （１）手动螺纹刀的刀尖对准试切工件的端面，如 果三号刀的加工程序使用的刀偏是Ｔ０３０２，将“０”输 入到＃０００２“试切长度”地址中。输人方法同上。 （２）移动螺纹刀靠至图２所示的工件外圆处，此 时的工件直径也即为一号刀所车削的外圆尺寸Ｄ１， 将Ｄ１分别输入到＃０００２中“试切直径”地址中。输 入方法同上。 １ ００— 址中。输入方法同上。 ２．５“试切法”对刀的优缺点 “试切法”对刀的优点：对刀简单易学，速度快效 率高，是数控车床操作最基本、最重要的操作方法。 缺点：由于“试切法”对刀是手工试切，走刀速度不均 匀，工件表面质量较差，容易引起测量误差，所以对 刀精度十分有限，不利于提高零件的尺寸精度。 ３ 几种常用刀具“程序试切对刀法”的步骤 及优缺点 “程序试切法”对刀的思路是“自动试切一测量 一误差补偿”。是在刀具完成“试切法”对刀后，为了 提高“试切法”对刀精度而使用的对刀方法。“程序 试切法”对刀，模拟精加工路线和工艺参数，其切削 环境除了尺寸外，其余参数均与精加工切削环境相 同，可以得到准确的加工尺寸值，可以大幅提高对刀 精度。下面介绍几种常用刀具采用“程序试切法” 对刀的具体操作方法和步骤，如图４所示。 ３．１ ９Ｏ。外圆车刀“程序试切法”对刀步骤 图４程序试切法对刀刀具相对位置示意图 （１）运行程序加工零件。 一号刀９Ｏ。外圆车刀“程序试切法”对刀示例程 序： 十堰职业技术学院学报 ＵｌＺ３４ ２０１０年第６期 第２３卷第６期 刀尖，将直径误差计算结果ＤＯ输入到＃０００３“试切 直径”中，将长度误差计算结果ＬＯ输入到＃０００３ ｉ０００ ＮＯｌ ＴＯ１Ｏ５ Ｍ０３￥５００ Ｆ０．２ ＮＯ２ Ｇ９５ ＧＯ０ Ｚ１ Ｎ０３ Ｘ３Ｏ Ｎ０４ ＧＯ１ Ｚ一２Ｏ ＮＯ５ Ｘ３２ “试切长度”中，或者将直径误计算结果△ＤＯ输入到 ＃０００３“Ｘ磨损”中，将长度误计算结果△ＬＯ输入到 ＃０００３“Ｚ磨损”中。误差计算见表１。 ３．３ ６Ｏ。螺纹刀“程序试切对刀法”对刀步骤 （１）运行程序加工零件。三号刀６０。螺纹刀“程 ＮＯ６ ＧＯ０ Ｘ５０ Ｚ５０ ＮＯ６ ＭＯ５ ＮＯ７ Ｍ３Ｏ （２）测量试切工件试切位置的直径Ｄ１及试切 长度Ｌ１。 （３）将直径误差计算结果ＤＯ输入到＃０００５“试 切直径”中，将长度误差计算结果Ｌ０输人到＃０００５ “试切长度”中，或者将直径误差计算结果△ＤＯ输入 到＃０００５“Ｘ磨损”中，将长度误差计算结果△ＬＯ输 入到＃０００５“Ｚ磨损”中。两种方法可任选其一，不 要同时进行，否则就把测量误差放大了一倍。误差 计算见表１。 ３．２切槽刀“程序试切法”对刀步骤 （１）运行程序加工零件。二号刀切断刀“程序 试切法”对刀示例程序： Ｏ１２３５ １ｏｏｌ ＮＯｌ Ｔ０２０４（Ｔ０２０３） ＮＯ２ Ｍ０３￥４ＯＯ ＦＯ．Ｏ８ ＮＯ３ Ｇ９５ ＧＯ０ Ｘ３２ Ｚ１ Ｎ０４ Ｚ一１５ ＮＯ５ ＧＯ１ Ｘ２９ ＮＯ６ Ｘ３２ ＮＯ７ Ｇ００ Ｘ５０ Ｚ５０ ＮＯ８ ＭＯ５ ＮＯ９ Ｍ３０ （２）测量试切工件试切位置的直径Ｄ２及试切 长度Ｌ２（左刀尖）、试切长度Ｌ２（右刀尖）。 （３）如果用左刀尖，将直径误差计算结果ＤＯ输 入到＃０００４“试切直径”中，将长度误差计算结果Ｌ０ 输入到＃０００４“试切长度”中，或者将直径误差计算 结果△ＤＯ输入到＃０００４“Ｘ磨损”中，将长度误差计 算结果△Ｌ０输入到＃０００４“Ｚ磨损”中。如果是右 序试切法”对刀示例程序 Ｏ１２３６ ％１００３ ＮＯｌ Ｔ０３０２ Ｍ０３￥５００ Ｆ０．０８ ＮＯ２ Ｇ９５ ＧＯＯ Ｚｌ Ｎ０３ Ｘ２９ Ｎ０４ ＧＯ１ Ｚ一６ Ｎ０５ Ｘ３２ ＮＯ６ Ｇ０Ｏ Ｘ５０ Ｚ５０ Ｎ０７ Ｍ０５ Ｎ０８ Ｍ３Ｏ （２）测量试切工件试切位置的直径Ｄ３及试切 长度Ｌ３。 （３）将直径误差计算结果ＤＯ输入到＃０００２“试 切直径”中，将长度误差计算结果ＬＯ输入到＃０００２ “试切长度”中，或者将直径误计算结果△ＤＯ输入到 ＃０００２“Ｘ磨损”中，将长度误计算结果△ＬＯ输入到 ＃０００２“Ｚ磨损”中。误差计算见表１。 ３．４ 镗孔刀“程序试切对刀法”对刀步骤 （１）运行程序加工零件。四号刀镗孔刀“程序试 切法”对刀示例程序 Ｏｌ２３７ １００４ Ｎ０１ Ｔ０４０１ ＭＯ３ Ｓ５ＯＯ Ｇ９５ ＦＯ．１５ Ｎ０２ Ｇ９５ ＧＯＯ Ｘ２４ ＮＯ３ Ｚｌ Ｎ０４ Ｇ０１ Ｚ一１０ Ｎ０５ Ｘ２ｌ ＮＯ６ Ｇｏ０ Ｚ５０ Ｎ０７ Ｘ５ｏ ＮＯ８ ＭＯ５ Ｎ０９ Ｍ３Ｏ （２）测量试切工件试切位置的直径Ｄ４及试切 一】０１— 夏超国，江 萍：“程序试切法”对刀在数控车床对刀中的应用 长度Ｌ４。 度”中，或者将直径误差计算结果△【）Ｏ输入到＃０００１“Ｘ （３）将直径误差计算结果ＤＯ输入到＃０００１“试切直 磨损”中，将长度误差计算结果△ 输人到＃０００１“ｚ磨 径”中，将长度误差计算结果Ｌｏ输入到＃０００１“试切长损”中。对刀误差计算方法见下表１。 表１对刀误差计算方法表 ３．５“程序试切法”对刀的优缺点 表明，这两种方法简便、实用、有效，能满足数控车技 “程序试切法”对刀的优点：对刀精度高，由于模 能考证和工业生产的精度要求。在两种对刀方法 拟了精加工的切削参数，能够保证精度要求较高零 中，从保证对刀精度并兼顾对刀效率考虑，笔者推荐 件的尺寸精度，精加工尺寸保证较好。是对“试切 采用“试切法”＋“程序试切法”的组合方案。文中的 法”对刀误差的修正。缺点：此对刀方法必须是在熟 对刀思路，不仅适合于华中数控系统也适合于其他 悉掌握了“试切法”对刀后，才能使用的对刀方法，不 数控系统，具有一定的推广价值。 能独立使用。掌握需要一定的基础，熟练应用需要 多想多练。 ［参考文献］ ４ 结束语 ［１］周保牛，黄俊桂．数控编程与加工技术［Ｍ］．北京：机械 上述两种对刀方法，是笔者在深入理解对刀原 工业出版社，２００９：７５． ［２］陈志雄，黄定明．数控编ｃｔ／－［Ｍ］．武汉：湖北长江出版集 理并结合华中世纪星车削系统特点的基础上进行的 团，２００８：９３． 全面总结，两种方法均已通过实践验证。教学实践 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｔｉｃ Ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｔｏｏｌ Ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ＮＣ Ｌａｔｈｅ ＸＩＡ Ｃｈａｏ—ｇｕｏ，Ｊ ＩＡＮＧ Ｐｉｎｇ （Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｈｉｙａｎ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｙａｎ ４４２０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ＮＣ １ａｔｈｅ’ｓ ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔＯＯｌ ｓｅｔｔｉｎｇ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｔｉｃ ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｏｏｌ ｓｅｔｔｉｎｇ．Ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏｏｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ＮＣ ｌａｔｈｅ。ｉｔ ｃｏｍｅｓ ＯＵｔ ｗｉｔｈ ｔｏｏｌ ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｔｅｐｓ．ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｔｏｏｌ ｓｅｔｔｉｎｇ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄ— ｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｒｏｇｒａｍｍａｔｉｃ ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＮＣ １ａｔｈｅ；ｔＯＯｌ ｓｅｔｔｉｎｇ；ｐｒｏｇｒａｍｍａｔｉｃ ｐｒｅ－ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；