鐘如全

(四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣元628017)

數(shù)控車床對(duì)刀是加工前必須的準(zhǔn)備工作，要求對(duì)刀精確、快捷。數(shù)控車床對(duì)刀的精度直接關(guān)系到零件的精度，對(duì)刀的熟練程度則影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，尤其是在單件生產(chǎn)中更加突出。所以，提高數(shù)控車床的對(duì)刀速度，則能提高產(chǎn)品的加工效率。作者利用磨耗減化對(duì)刀，實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床的快速對(duì)刀，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

1 對(duì)刀原理

圖1 零件一

對(duì)刀的目的主要是為了建立工件坐標(biāo)系和確定刀具長(zhǎng)度偏差，即確定編程坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。目前有試切法對(duì)刀和采用對(duì)刀儀對(duì)刀兩種方法。試切法對(duì)刀是實(shí)際中應(yīng)用最多的一種對(duì)刀方法。

加工如圖1所示的零件，至少用到3把刀，即外圓車刀、切槽刀和螺紋車刀，以右端面為編程原點(diǎn)。現(xiàn)以外圓車刀對(duì)刀為例進(jìn)行試切法對(duì)刀步驟的說明?；舅袛?shù)控車床試切法對(duì)刀都在工件和刀具裝夾完畢后，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)完成下面兩個(gè)步驟:

(1)移動(dòng)刀具試切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不變，沿X方向退刀，并在FANUC系統(tǒng)中的【工具補(bǔ)正/形狀】界面下，在 Z坐標(biāo)下輸入“Z0”，按下【測(cè)量】，則Z方向的刀偏就輸入到系統(tǒng)中，如圖2所示。

圖2 【工具補(bǔ)正/形狀】界面

(2)移動(dòng)刀具至工件試切一段外圓，然后保持X坐標(biāo)不變，向Z軸移動(dòng)使刀具離開工件，測(cè)量試切后的工件外圓直徑為d，并在FANUC系統(tǒng)中的【工具補(bǔ)正/形狀】界面下，在X坐標(biāo)下輸入“Xd”，按下【測(cè)量】，則X方向的刀偏就輸入到系統(tǒng)中，如圖2所示。

其他兩把刀具的對(duì)刀重復(fù)以上步驟即能完成。

2 利用磨耗實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀的方法和步驟

在數(shù)控車床中，磨耗值一般用于加工完首件后，測(cè)量發(fā)現(xiàn)尺寸有出入，如果不想更改程序的條件下，微調(diào)磨耗值保證零件加工的精度;或者用處更多的是，加工了一段時(shí)間后，刀具發(fā)生了損耗，但還能使用，為了保證加工尺寸，則微調(diào)磨耗值同樣能保證零件加工的精度。然而，若在進(jìn)行單件生產(chǎn)時(shí)，由于每件零件都要進(jìn)行對(duì)刀，故效率非常低，但若利用好磨耗，同樣能夠減化對(duì)刀，提高對(duì)刀的速度。

由于數(shù)控車床在加工零件時(shí)，大部分零件的加工刀具基本上變化不大，一般都是用外圓車刀、切槽刀、螺紋車刀、內(nèi)孔車刀等就可以完成，所以刀具安裝好后基本上不需要更換刀體，若刀片磨損則更換刀片就行。若加工第一件工件時(shí)這些刀具的對(duì)刀都處理好了，則加工第二件工件時(shí)不需要重新對(duì)3把刀，而只要用一把刀對(duì)刀就能解決問題。加工如圖3所示的零件，同樣要用到3把刀(外圓車刀、切槽刀和螺紋車刀)，如果采用一般的方法，則要將3把刀重新全部對(duì)刀后才能加工，但這樣的效率比較慢。若采用磨耗減化對(duì)刀的方法，只需要將其中一把刀重新對(duì)刀，其他的刀都不再需要對(duì)刀了。

圖3 零件二

下面就是利用磨耗減化對(duì)刀的步驟和方法:

(1)以其中的一把刀作為基準(zhǔn)刀 (如外圓車刀)，進(jìn)行Z方向的對(duì)刀。移動(dòng)刀具試切工件右端面，保持刀具在Z方向位置不變，沿X方向退刀，并記錄下此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值。

(2)將剛記錄下的Z坐標(biāo)值與上次對(duì)刀中的Z偏置中的Z值相減，將兩次的差值作為刀具長(zhǎng)度磨耗值輸入到對(duì)應(yīng)刀號(hào)的磨耗中，如圖4所示。其他兩把刀的差值同樣處理。例如在加工圖1所示零件時(shí)，外圓車刀的Z向偏置值為106．170，而加工圖3所示零件時(shí)對(duì)刀的Z方向機(jī)床坐標(biāo)值為121．132，故在Z向磨耗中應(yīng)輸入14．962，而其他刀具同樣相差這么多，故其他兩把刀的Z方向磨耗同樣是14．962。

(3)在X方向上由于都是以零件的軸線建立編程坐標(biāo)系，故不管怎么變化，X方向的刀偏值始終不變，故磨耗值都為0。

圖4 【工具補(bǔ)正/磨耗】界面

3 結(jié)論

總之，利用磨耗實(shí)現(xiàn)車床的快速對(duì)刀，可以總結(jié)為如下的公式:

此處Z2為第二次對(duì)刀時(shí)Z方向的機(jī)床坐標(biāo)值，Z1為第一次對(duì)刀時(shí)的刀偏值，L長(zhǎng)度為對(duì)刀時(shí)刀位點(diǎn)與編程坐標(biāo)系原點(diǎn)的Z向距離 (如果圖2以左端為編程原點(diǎn)，則L長(zhǎng)度應(yīng)為80)，則在圖4的【工具補(bǔ)正/磨耗】界面下，在Z坐標(biāo)磨耗下應(yīng)輸入Z磨耗。同樣，在其他刀具的Z坐標(biāo)磨耗下相應(yīng)地輸入Z磨耗。從以上可以看出:在進(jìn)行單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，采用磨耗對(duì)刀的方法能夠快速地實(shí)現(xiàn)車床的對(duì)刀，提高生產(chǎn)效率。

【1】FANUC 0i Mate．TC操作編程說明書［M］，2007．

【2】張亞萍，曹燕．三點(diǎn)圓法實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系的自動(dòng)設(shè)定［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009(6):91-92．

【3】彭美武．?dāng)?shù)控車床試切對(duì)刀法研究［J］．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009(2):195-196．

【4】張秀萍．?dāng)?shù)控機(jī)床的對(duì)刀原理及常用的對(duì)刀方法［J］．機(jī)械制造與自動(dòng)化，2010(4):73-75．

【5】楊靜云，李良仁．?dāng)?shù)控加工中對(duì)刀設(shè)定工件坐標(biāo)系的控制方法［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009(5):72-74．