數(shù)控加工中對刀點的合理確定方法

在數(shù)控加工中，對刀點的合理確定是確保加工精度的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對刀點選擇得當，不僅能提高加工效率，更能有效保障工件質(zhì)量。本文將系統(tǒng)介紹對刀點的選擇原則、確定方法及實用技巧，幫助您全面掌握這一關(guān)鍵技術(shù)。

一、什么是對刀點及其重要性

對刀點是通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點，它往往也是零件的加工原點。在程序編制時，通常將工件看作靜止，而刀具在運動。

對刀的核心操作就是使"刀位點"與"對刀點"重合。不同刀具的刀位點不同：90度車刀的刀位點一般為端刀尖；圓弧車刀的刀位點取為圓心；鉆頭為鉆尖；圓柱銑刀的刀位點是刀具中心線與刀具底面的交點；球頭銑刀的刀位點是球頭的球心點。

合理確定對刀點的重要性在于：它是建立工件坐標系的基準，直接影響編程的簡便性、加工精度和效率。選擇不當可能導致加工誤差增大、程序復雜化甚至加工失敗。

二、對刀點的選擇原則

1. 基準統(tǒng)一原則

對刀點應盡量與零件的設(shè)計基準或工藝基準一致。這樣可以減少基準不重合帶來的誤差，提高加工精度。對于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對刀點。

2. 找正便利原則

所選對刀點應便于找正和測量，使操作人員能夠輕松準確地確定刀具位置。這包括使用常規(guī)量具即可完成找正，避免復雜耗時的對刀過程。

3. 編程簡便原則

對刀點位置應使程序編制簡單，加工程序中的引入或返回路線短，并便于換刀。合理的對刀點可以簡化數(shù)值計算，減少編程工作量。

4. 精度優(yōu)先原則

對刀點應選擇在對刀誤差小的位置，或可能引起的加工誤差為最小的位置。對刀精度要求較高時，對刀點應盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。

5. 檢驗方便原則

對刀點位置應在加工時檢查方便、可靠，便于加工過程中的質(zhì)量控制和精度驗證。

三、對刀點的具體確定方法

1. 根據(jù)零件類型選擇

軸類零件：對刀點應盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。例如，坐標原點可設(shè)為(0，0)，X向取毛坯直徑，Z向一般在距離零件2mm處。

套類零件和螺紋類零件：對刀點的確定需考慮零件結(jié)構(gòu)特點，確保刀具運動不會與工件發(fā)生干涉。

以孔定位的零件：可以取孔的中心作為對刀點。

2. 對刀點位置選擇

對刀點可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位。有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導致第二道工序和之后的對刀點無從查找。

為避免此問題，在第一道工序?qū)Φ稌r，可在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置。這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點。這個相對對刀位置通常設(shè)在機床工作臺或夾具上。

對刀點也可選在零件外面（如選在夾具上或機床上），但必須與零件的定位基準有已知的準確關(guān)系。

四、不同對刀方法的操作要點

1. 對刀點為圓柱孔的中心線

千分表對刀：操作比較麻煩，效率較低，但對刀精度較高。對被測孔的精度要求較高，適用于經(jīng)過鉸或鏜加工的孔，對于粗加工后的孔不宜采用該方法。

尋邊器對刀：光電式尋邊器一般由柄部和觸頭組成。當觸頭與工件表面接觸時就形成回路電流，使內(nèi)部電路產(chǎn)生光、電信號。該方法操作簡單，但精度較低。

2. 對刀點為兩相互垂直直線的交點

碰刀方式對刀：對于精度要求不高的加工，可以使用加工時所使用的刀具直接進行碰刀對刀。該方法比較實用，但會在工件表面留下痕跡，影響對刀精度。為避免損傷工件表面，可以在刀具和工件之間加入塞尺進行對刀，并在編程計算時減去塞尺的厚度。

機外對刀儀對刀：機外對刀儀可測量刀具的長度、直徑和形狀參數(shù)。使用前要用標準對刀心軸進行校準，且需考慮靜態(tài)測量尺寸與實際加工尺寸之間的差值，一般需要經(jīng)驗預選修正量，通常偏大0.01～0.05mm。

3. 刀具Z向?qū)Φ?/h3>

機上對刀：采用Z向設(shè)定器依次確定每把刀具與工件在機床坐標的相互位置關(guān)系。

機上對刀配合機外刀具預調(diào)：這種方法對刀精度和效率高，但投資較大。

五、換刀點的確定原則

換刀點是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工機床設(shè)置的，手動換刀的數(shù)控銑床也應確定相應的換刀位置。

確定換刀點的核心原則是：換刀點應設(shè)在零件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰工件、夾具和機床為準。換刀點往往是固定的點，且設(shè)在離工件較遠的地方，以確保換刀操作的安全。

加工軸類零件時，換刀點應根據(jù)工序內(nèi)容安排，位置必須保證換刀時刀具不會碰到工件、夾具和機床。

六、實用技巧與常見問題處理

多刀具加工的對刀處理：實際加工中通常需使用多把刀具。由于換刀后刀尖點位置會出現(xiàn)差異，可利用機床數(shù)控系統(tǒng)的刀具幾何位置補償功能。測量每把刀相對于基準刀的位置偏差并輸入數(shù)控系統(tǒng)，在程序中利用T指令即可自動補償。

對刀點破壞的預防：當對刀點可能在加工過程中被破壞時，必須建立相對對刀位置。這個相對位置應基于與定位基準有固定尺寸關(guān)系設(shè)立，便于后續(xù)工序找回原對刀點。

精度與效率的平衡：高精度加工應選擇精度高的對刀方法（如千分表對刀），而一般加工則可選用效率較高的方法（如尋邊器對刀）。在保證精度的前提下，盡量提高對刀效率。

對刀點的合理確定是數(shù)控加工的基礎(chǔ)性工作，需要綜合考慮零件特征、加工要求和機床條件。遵循文中的原則和方法，結(jié)合實際經(jīng)驗，您將能夠準確高效地完成對刀操作，為高質(zhì)量加工奠定堅實基礎(chǔ)。