常用对刀方法

时间：2024-10-17 百科知识版权反馈

【摘要】：数控铣床在对刀时，根据加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。下面分别具体说明数控铣床对刀的常用方法，主要介绍将工件表面中心点设为工件坐标系原点的对刀方法。寻边器是在数控铣床和加工中心上用来对刀和校正工件位置的专用量仪，寻边器由固定端和测量端两部分组成。

3.4.1　常用对刀方法

数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。在数控铣床上对刀普遍采用如图3-46所示的各种对刀工具。数控铣床在对刀时，根据加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。下面分别具体说明数控铣床对刀的常用方法，主要介绍将工件表面中心点设为工件坐标系原点的对刀方法。

图3-46　各种对刀工具

1．用刚性棒和塞尺对刀

（1）X、Y轴方向对刀　将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，进入“手动”方式；按MDI键盘上的，使CRT界面上显示坐标值；利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮，将机床移动到如图3-47所示的大致位置后，采用点动方式移动机床接近工件，以免撞刀，快接触工件时，使用1mm塞尺检查刚性棒与工件间的距离，将操作面板的MODE旋钮切换到STEP/HANDLE挡。

通过调节操作面板上的倍率旋钮和按钮移动靠棒，使得塞尺检查时刚好通过刚性棒与工件间的间隙又略有阻力，如图3-48所示。记下塞尺检查合适时CRT界面中的X坐标值，此位置为基准刀具中心的X坐标，记为X1；数据记录后，抬起Z轴，将机床反向移开，移动到工件另一侧，用同样的方法得到X2；则工件上表面中心X的坐标为（X1+X2）/2的值。

图3-47　接近工件图

图3-48　用塞尺对刀

Y方向对刀采用与X对刀同样的方法。得到工件中心的Y坐标，记为Y。

（2）Z方向对刀　在完成X，Y方向对刀后，将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，机床转入手动操作状态；利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮，将Z轴提起，接近工件表面时，将倍率开关调至适当的倍率，贴近工件时将塞尺放至设定表面，当塞尺在刀具与工件之间的松紧程度适当时，记下其坐标值Z1，如图3-49所示。坐标尺寸Z= Z1－塞尺厚度。将X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储器地址中。

图3-49　在Z方向对刀

注：通常使用的塞尺有0.05mm、0.1mm、0.2mm、1mm、2mm、3mm、100mm（量块）等。可以根据需要来选用。

2．偏心式寻边器对刀

寻边器是在数控铣床和加工中心上用来对刀和校正工件位置的专用量仪，寻边器由固定端和测量端两部分组成。固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上，中心线与主轴轴线重合。在测量时，主轴以400r/min旋转。通过手动方式，使寻边器向工件基准面移动靠近，让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时，固定端与测量端的中心线不重合，两者呈偏心状态。当测量端与工件接触后，偏心距减小，这时使用点动方式或手轮方式微调进给，寻边器继续向工件移动，偏心距逐渐减小。当测量端和固定端的中心线重合的瞬间，主轴中心位置距离工件基准面的距离等于面板上的显示值与测量杆半径的差。

X轴方向对刀　将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，进入“手动”方式；按MDI键盘上的，使CRT界面上显示坐标值；借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具，利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮，将机床移动到接近工件的位置。在手动状态下，按操作面板上的“Start”按钮，使主轴转动。未与工件接触时，寻边器测量端大幅度晃动。移动到大致接近基准位置后，可采用点动方式移动机床，即将MODE旋钮切换到STEP/HANDLE模式，移动中“−”按钮，寻边器测量端晃动幅度逐渐减小，直至固定端与测量端的中心线重合，如图3-50（a）所示；若此时再进行增量或手轮方式的小幅度进给时，寻边器的测量端突然大幅度偏移，如图3-50（b）所示。即认为此时寻边器与工件恰好吻合。记下寻边器与工件恰好吻合时CRT界面中的X坐标值，此值为基准工具中心的X坐标，记为X1；数据记录后，抬起Z轴，将机床反向移开，移动到工件另一侧，用同样的方法得到X2；则工件上表面中心X的坐标值即（X1+X2）/2的值。

图3-50　用寻边器找正

Y、Z方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y、Z坐标，记为Y、Z。将X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储器的地址中。

3．试切法对刀

选择所需刀具。将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，进入“手动”方式；按MDI键盘上的，使CRT界面上显示坐标值；利用操作面板上的按钮和 AXIS旋钮，将机床移动到的大致接近工件的位置。按操作面板上的“Start”按钮使主轴转动；将AXIS旋钮设在Z位置，按操作面板上的“－”按钮，切削零件的声音刚响起时停止Z方向进给，记下此时Z的坐标值，此为工件表面一点处Z的坐标值。

通过对刀得到的坐标值（X，Y，Z）即为工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。将测得的X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储地址中（一般使用G54～G59代码存储对刀参数）。

4．注意事项

在对刀操作过程中需注意以下问题：

（1）根据加工要求使用正确的对刀工具，控制对刀误差；

（2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度；

（3）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险；

（4）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。

5．影响刀具测量的一些误差因素

（1）静态测量和动态加工的误差影响刀具在静态下测量其尺寸，而实际使用时是回转条件下，又受到切削力和振动外力等影响，因此，加工出的尺寸不会和预调尺寸一致，必然有一个修正量。如果刀具质量比较稳定，加工情况比较正常，一般轴向尺寸和径向尺寸有0.01～0.02mm的修调量。这应根据机床和工具系统质量，由操作者凭经验修正。

（2）质量影响刀具的质量和动态刚性直接影响加工尺寸。

（3）测量技术影响使用对刀仪测量的技巧欠佳也可能造成0.01mm以上的误差。

（4）零位飘移影响使用电测量系统应注意长期工作时电气系统的零飘，要定时检查。

（5）仪器精度的影响目前普通对刀仪精度，轴向（Z）在0.01～0.02mm，径向（X）在＋0.005mm左右，好的对刀仪也可以达到0.002mm左右。但好的对刀仪必须有高精度刀具系统来相配。

6．对刀示例

如图3-51所示，采用寻边器对刀，写出对刀过程。