借助常規(guī)工量具的數(shù)控銑床精確對刀方法

濰坊職業(yè)學(xué)院（山東 261041 ）張榮高

中國北車集團(tuán)齊齊哈爾軌道交通裝備有限公司（黑龍江 161002）吳景洋

對刀是數(shù)控機(jī)床操作的基礎(chǔ)，是每一位從事數(shù)控加工的人員必須熟練掌握的最基本技能。數(shù)控銑床對刀通常有試切法對刀和借助專用的對刀儀器對刀兩種基本方法。試切法對刀是指用刀具在工件表面上直接試切而得到相關(guān)坐標(biāo)值的方法，適用于尚需加工的毛坯表面或加工精度要求較低的場合。借助儀器對刀通常是指借助光電式尋邊器、機(jī)械式偏心尋邊器等專用儀器進(jìn)行X和Y方向的對刀，借助對刀塊或Z軸設(shè)定器進(jìn)行Z方向的對刀，這種對刀方法精度較高，一般能夠控制在0.005 mm之內(nèi)，是經(jīng)過精加工的毛坯表面對刀時采用的基本方法。

專用對刀儀器價格高且容易損壞，在對刀儀器損壞或者沒有這些專用對刀儀器的情況下，應(yīng)如何進(jìn)行精確對刀呢？本文對此進(jìn)行了一些有益的探索，借助常規(guī)的工具量具，比如百分表、刀柄等也可實(shí)現(xiàn)數(shù)控銑床的準(zhǔn)確對刀。

1.借助百分表實(shí)現(xiàn)X、Y方向的精確對刀

（1）圓柱形工件的對刀方法先將百分表安裝在百分表支架上，再將磁力表座吸附到機(jī)床主軸上，用手輪調(diào)整Z軸，使百分表觸頭接近工件上表面。然后用手轉(zhuǎn)動機(jī)床主軸，百分表的測量觸頭就畫出一個圓，用手輪調(diào)整至百分表畫出的圓的圓心和毛坯圓的圓心大概接近，直徑大體相等即可。

用手輪調(diào)整，沿Z軸下移，使百分表觸頭移到工件上表面以下，如圖1所示。將百分表觸頭轉(zhuǎn)到X軸的一邊，比如A點(diǎn)，如圖2所示，使百分表觸頭壓到工件表面上，此時，百分表在A點(diǎn)讀出一個數(shù)，比如0.42 mm。

然后用手轉(zhuǎn)動主軸，使百分表觸頭轉(zhuǎn)到B點(diǎn)，此時在B點(diǎn)讀出另一個數(shù)，比如0.62 mm。

A、B兩點(diǎn)的讀數(shù)差是：0.62 mm－0.42 mm=0.2 mm，然后將讀數(shù)差除以2，即0.2 mm÷2=0.1 mm。

圖1 柱形表面百分表對刀

圖2 柱形表面示意圖

假若此時百分表觸頭在B點(diǎn)，只需通過手輪調(diào)整至百分表的讀數(shù)為0.62 mm－0.1 mm=0.52 mm即可，然后用手轉(zhuǎn)動主軸至A點(diǎn)，此時A點(diǎn)的讀數(shù)變成了0.42 mm+0.1 mm=0.52 mm。

將百分表觸頭轉(zhuǎn)到C點(diǎn)，通過手輪調(diào)整，使C點(diǎn)的讀數(shù)即Y方向的讀數(shù)調(diào)整到0.52 mm即可。然后手動轉(zhuǎn)動一圈，各點(diǎn)的讀數(shù)值都應(yīng)該是0.52 mm，此時主軸的旋轉(zhuǎn)中心和工件的中心重合。

在機(jī)床上按下設(shè)置/偏置鍵，找到G54坐標(biāo)系，輸入X0，按“測量”鍵，輸入Y0，按“測量”鍵，X、Y方向的對刀完成。

這一方法實(shí)際上是運(yùn)用了三點(diǎn)決定一個圓的原理來對刀的，通過調(diào)整三個點(diǎn)的值，最終使主軸中心和工件中心重合。A、B兩點(diǎn)應(yīng)在一條平行于X軸的直線上，且離X軸越近，對刀精度越高。

（2）長方體零件的對刀方法先將百分表安裝在百分表支架上，再將磁力表座吸附到機(jī)床主軸上，通過調(diào)整百分表支架及磁力表座的位置，使百分表能夠畫出一個直徑大小合適的圓。

用手輪調(diào)整X、Y、Z軸，使百分表觸頭壓到長方體工件在X軸方向的一個側(cè)面上，如圖3所示的A點(diǎn)。

用手轉(zhuǎn)動主軸，在A點(diǎn)畫圓，如圖3所示，讀出百分表的最大讀數(shù)值，比如0.35 mm，記下此值。然后將此時的相對坐標(biāo)值歸零。

將Z軸抬起，用手輪將百分表移動到工件另一端B點(diǎn)，同樣方法畫圓，并用手輪調(diào)整到X方向位置，直到百分表最大讀數(shù)值為0.35 mm為止。

讀出此時的X方向相對坐標(biāo)值，比如X的相對坐標(biāo)值為－124.240 mm。將－124.250 mm除以2，即－124.250 m m÷2=－62.125 mm。

將Z軸抬起，向A點(diǎn)方向移動X軸，直到移動至X相對左邊為-62.125 mm的位置，此時，主軸中心所在的位置便是工件X軸的中點(diǎn)。然后找到G54坐標(biāo)系，輸入X0測量便完成了X軸的對刀。

同樣方法，也可完成Y軸的對刀。

這種兩端畫圓，調(diào)整百分表最大值，并輔以相對坐標(biāo)歸零的方法，其原理是利用兩個圓心相對工件對稱來確定工件中心。

2.借助銑刀刀柄實(shí)現(xiàn)Z軸的精確對刀

一般來說，購買的直柄銑刀，刀柄部分的直徑尺寸精度很高，可用來代替對刀塊來完成Z軸的精確對刀。

利用刀柄進(jìn)行Z向?qū)Φ稌r，把刀具安裝到主軸上，主軸不轉(zhuǎn)，用手動方式將刀具快速移動到離工件上表面相差一個刀柄直徑的距離時，改用手輪控制，沿Z軸一點(diǎn)點(diǎn)向下移動。

圖3 長方體對刀示意圖

每次移動后，將刀柄移向刀具和工件之間，如果刀柄能夠在刀具和工件之間輕松穿過，間隙太大，如果不能穿過，則間隙過小。反復(fù)調(diào)試，直到刀柄在刀具和工件之間能夠穿過，且感覺刀柄與刀具及工件有一定摩擦阻力時，間隙合適。然后讀出此時的Z軸的機(jī)械坐標(biāo)值，減去刀柄直徑后，輸入G54的Z坐標(biāo)中，Z向?qū)Φ锻瓿?，此時也可輸入Z0，然后按“測量”軟鍵，再輸入負(fù)的刀具直徑值，按“+輸入”即可。

需要注意的是，在Z軸下移時，刀柄不能放在刀具和工件之間，否則，會使刀具出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。

3.結(jié)語

利用通用工具對刀，除上述的百分表和刀柄外，還可利用塞尺等常用工具量具，其對刀精度與操作者的熟練程度有關(guān)，經(jīng)反復(fù)訓(xùn)練，能夠達(dá)到較高的對刀精度，基本能滿足多數(shù)工件的加工精度要求，同時熟練以后也能獲得較快的對刀速度，因此，在日常生產(chǎn)中有一定的推廣價值。

[1]姚齊水，王橋醫(yī).數(shù)控加工中對刀問題的處理[J].現(xiàn)代制造工程，2002（8）:18-20.

[2]陳世平，李燕.數(shù)控加工中的對刀方法[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2004（12）:104-105.