茅海濤

摘要：在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)操作中，撞刀是指刀具與工件或機(jī)床部件發(fā)生的碰撞，或者刀具在工件上非正常狀態(tài)的切削和嚴(yán)重干涉現(xiàn)象。本文通過總結(jié)和梳理，對(duì)在操作數(shù)控車床過程中發(fā)生的撞刀現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，并提出了避免數(shù)控車床發(fā)生撞刀的對(duì)策。

關(guān)鍵詞： ?數(shù)控車床刀具選擇;撞刀

引言

結(jié)合生產(chǎn)和教學(xué)的實(shí)際，總結(jié)分析了教學(xué)過程中學(xué)生操作數(shù)控車床的撞刀原因，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。對(duì)初學(xué)者的安全操作提出了建議和要求。

一、刀具選擇與安裝不當(dāng)

1、教學(xué)用數(shù)控車床一般為經(jīng)濟(jì)型車床，刀具需要手工安裝。刀具安裝不正確，過高或過低，刀尖未嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心，進(jìn)行端面車削時(shí)，造成撞刀。

如圖1所示，由于刀尖沒有對(duì)準(zhǔn)工件中心，造成工件中心部分無法車削掉，但刀架仍按程序要求向中心進(jìn)給，以致撞刀。

對(duì)于數(shù)控車床，刀具安裝要求很嚴(yán)格，因?yàn)樽詣?dòng)運(yùn)行的特點(diǎn)，無法及時(shí)糾正安裝錯(cuò)誤，會(huì)讓問題擴(kuò)大化。因此，務(wù)必嚴(yán)格按規(guī)范裝刀。

2、選擇刀具時(shí)考慮不周到，造成刀桿或刀頭與工件發(fā)生干涉。

如圖2所示，（a）工件切斷或切槽時(shí)刀頭長度不夠，刀桿與工件相撞;（b） 車螺紋時(shí)沒有留下足夠的退刀槽，刀桿與工件端面相撞;（c）忽視了刀具切削角的影響，刀頭自由面與工件發(fā)生干涉[1]。

對(duì)策：在確定加工過程時(shí)，應(yīng)對(duì)刀具作好全程規(guī)劃和細(xì)致考慮。如果工件形狀復(fù)雜，應(yīng)考慮工件掉頭加工，以避免單向加工時(shí)需要使用過多的刀具，增加操作難度。

3、在工件加工過程中，因?yàn)槟撤N原因中途換了刀桿或刀片，而沒有及時(shí)調(diào)整刀偏和刀補(bǔ)參數(shù)，重新加工時(shí)發(fā)生干涉。

對(duì)策：數(shù)控車床的刀具或刀片更換，應(yīng)按照新安裝刀具的要求進(jìn)行刀偏和刀補(bǔ)的計(jì)算工作。

二、錯(cuò)誤的操作

程序的輸入與校驗(yàn)在數(shù)控車床加工操作中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它主要是把輸入的加工程序用數(shù)字指令形式將加工過程中刀具的運(yùn)行軌跡以最快的速度通過顯示面板顯示出來。然后觀察零件加工圖形是否正確，是否有危險(xiǎn)指令，因此在操作中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題[2]。

1、將刀架移動(dòng)到安全位置，按下鎖住機(jī)床和孔運(yùn)行鍵進(jìn)行空運(yùn)行操作，主要觀察運(yùn)行軌跡是否正確，程序中的刀號(hào)與機(jī)床的刀號(hào)是否一致。

2、經(jīng)校驗(yàn)后的程序如果沒有出現(xiàn)危險(xiǎn)指令和錯(cuò)誤，也沒有出現(xiàn)報(bào)警，校驗(yàn)出的圖形也沒有問題，線別急于加工，要再檢查程序中的以下幾個(gè)方面：

（1） 刀號(hào)程序中是否有刀號(hào)

校驗(yàn)程序中是否有刀號(hào)程序中是否有刀號(hào)，這一問題往往被忽視。校驗(yàn)程序時(shí)沒有刀號(hào)，程序照樣加工運(yùn)行，運(yùn)行軌跡也正確。如果在實(shí)際加工中需要換刀加工而沒有重新調(diào)用刀號(hào)時(shí)，此時(shí)加工時(shí)仍然使用前一把刀進(jìn)行加工，就會(huì)出現(xiàn)撞刀。

（2）換刀點(diǎn)是否安全

換刀點(diǎn)一般選在機(jī)床參考點(diǎn)上，但為了節(jié)省加工時(shí)的輔助時(shí)間減少空程序可就近選取，要依照刀具探出的長度和加工零件的尺寸來定。換刀點(diǎn)確定之前，要首先確定上一刀尖所在位置，并合理利用G00指令移動(dòng)刀架到達(dá)換刀點(diǎn)的過程中，防止撞刀。

（3）G00指令、G01指令的使用是否正確

G00指令：快速定位（G00或G0）刀具以點(diǎn)位控制方式從當(dāng)前所在位置快速移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。

三、零點(diǎn)偏置或刀具偏置應(yīng)用錯(cuò)誤

1、零點(diǎn)偏置思路混亂，或一時(shí)疏忽，造成絕對(duì)刀偏與相對(duì)刀偏混用。比如：用G54進(jìn)行工件零偏后，某一把刀具的刀偏值仍保留了原始的絕對(duì)刀偏，在調(diào)用這把刀具時(shí)，發(fā)生嚴(yán)重的超程?；蛘弑緛碓O(shè)定使用絕對(duì)刀偏，卻在程序中誤用了G54等指令，且G54原有的偏置值沒有刪除，造成刀具超程碰撞[3]。

對(duì)策：在編程或工件加工前，必須選定一種刀具偏置方法（絕對(duì)刀偏或相對(duì)刀偏），不能混用。如果使用G54零點(diǎn)偏置，刀具則為相對(duì)刀偏。為防止刀具參數(shù)表殘留項(xiàng)目過多被錯(cuò)誤調(diào)用，應(yīng)將所有的刀具參數(shù)刪除或清零。按照刀具實(shí)際需要，一把一把安裝并設(shè)置刀偏值，用幾把刀，設(shè)幾把刀，且刀位號(hào)和刀具號(hào)連續(xù)并一一對(duì)應(yīng)。選定一把刀作為基準(zhǔn)刀（一般為1號(hào)外圓車刀）后，其它刀具的相對(duì)刀偏值均較小。如果發(fā)現(xiàn)某一把刀具的刀偏值過于懸殊（尤其是負(fù)值），必須進(jìn)行判斷和調(diào)整。如果使用絕對(duì)刀偏法，要?jiǎng)h除不用的G54等偏置值，防止誤用。切記，工件原點(diǎn)偏置值和刀具偏置值是可以累加的。

2、使用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系的程序運(yùn)行結(jié)束后，刀架沒有停在程序起點(diǎn)定義的初始位置，就再次啟動(dòng)此程序加工，機(jī)床會(huì)以當(dāng)前位置建立新的工件坐標(biāo)系，導(dǎo)致程序地址與工件實(shí)際部位嚴(yán)重不符而撞刀。

對(duì)策：G50是一個(gè)比較特殊的建立工件坐標(biāo)系的指令，它的工件坐標(biāo)系是隨著坐標(biāo)定義點(diǎn)而浮動(dòng)的。如果想避免手工定位刀架的麻煩，必需掌握第二參考點(diǎn)的使用方法。如果不能適應(yīng)G50的特點(diǎn)，不妨選用其它建立工件坐標(biāo)系的方法，也能達(dá)到效果，且更安全些。

四、撞刀的其它預(yù)防

數(shù)控車床碰撞安全事故應(yīng)以預(yù)防為主。作為機(jī)床操作者首先應(yīng)熟悉數(shù)控系統(tǒng)的各種操作，掌握系統(tǒng)功能鍵，達(dá)到熟練操作，減少失誤，將誤操作的概率降至最低點(diǎn);其次在編寫加工程序時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件特點(diǎn)進(jìn)行，按工件的形狀及加工位置確定退刀和回零的順序是先退 X 向，還是先退Z向;再次應(yīng)注意機(jī)床的保養(yǎng)，在平時(shí)加工后，絲杠，導(dǎo)軌應(yīng)擦拭干凈，避免切屑等雜物夾在滾珠絲杠和導(dǎo)軌內(nèi)，造成加工出現(xiàn)誤差，損傷導(dǎo)軌，影響加工;同時(shí)，操作人員還要掌握一些異常情況發(fā)生時(shí)緊急處理方法。如按暫停、急停及切斷電源等來最大限度的減少碰撞事故發(fā)生帶來的損失。

結(jié)論

以上的分析，只是數(shù)控車床撞刀原因的一部分，實(shí)際產(chǎn)生的原因可能會(huì)多種多樣，認(rèn)真分析這些撞刀現(xiàn)象，可以吸取教訓(xùn)，避免類似錯(cuò)誤的發(fā)生。操作者務(wù)必要拓展思維，總結(jié)個(gè)人的操作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)自身不良工作習(xí)慣，及時(shí)糾正。對(duì)于數(shù)控車床上發(fā)生的的撞刀事故， 以粗心大意和一時(shí)疏忽為借口是不負(fù)責(zé)任的，一定要培養(yǎng)一種嚴(yán)密的編程思路，謹(jǐn)慎的操作習(xí)慣，細(xì)致的工作作風(fēng)，防患于未然。探索進(jìn)取，虛心向?qū)W一定能在加工技術(shù)上有所突破，操作技能可以迅速提高。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧紅明.淺談數(shù)控車床加工撞刀現(xiàn)象及對(duì)策[J].科技信息f職教與成教版），2009（5）：64.

[2]李文君，周玲.數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)中撞刀的原因及操作注意事項(xiàng)[J].職業(yè)，2009（23）24—27.

[3]孟生才，方革新，王華.數(shù)控機(jī)床編程和操作中的撞刀分析[J].機(jī)床與液壓，2010，38（12）：113—114.17E05FE1-08F9-4CCC-8ADA-1A1A410371C9