論機(jī)械加工中——對(duì)刀的原理以及對(duì)刀點(diǎn)的選擇

    通常，在對(duì)某一零件進(jìn)行數(shù)控加工前，首先是我們編程人員對(duì)零件的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行分析，確定加工方案，然后選取工件上一點(diǎn)作為坐標(biāo)系原點(diǎn)進(jìn)行編程，我們稱之為程序坐標(biāo)系和程序原點(diǎn)，該點(diǎn)的確定原則是為方便對(duì)刀和方便編程計(jì)算，一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此也被稱作工件原點(diǎn)，以此建立的坐標(biāo)系也稱工件坐標(biāo)系。數(shù)控編程是以工件坐標(biāo)系為基礎(chǔ)進(jìn)行的，而零件加工是在數(shù)控車床上進(jìn)行的。為了將工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系二者聯(lián)系起來，我們就要進(jìn)行對(duì)刀操作。
    一、對(duì)刀的實(shí)質(zhì)是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，是指操作員在啟動(dòng)數(shù)控程序之前，通過一定的測量手段，使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合。可以用對(duì)刀儀對(duì)刀，其操作比較簡單，測量數(shù)據(jù)也比較準(zhǔn)確，還可以在數(shù)控機(jī)床上定位好夾具和安裝好零件之后，使用量塊、塞尺、千分表等，利用數(shù)控機(jī)床上的坐標(biāo)對(duì)刀。對(duì)于操作者來說，確定對(duì)刀點(diǎn)將是非常重要的，會(huì)直接影響零件的加工精度和程序控制的準(zhǔn)確性。對(duì)刀存在誤差，對(duì)刀誤差在某種程度內(nèi)是允許產(chǎn)生的，也是不可避免的，但卻可以盡量減少。例如當(dāng)零件加工精度要求過高時(shí)可采用千分表，對(duì)刀時(shí)一般以機(jī)床主軸軸線與斷面的交點(diǎn)為刀位點(diǎn)，即假設(shè)基準(zhǔn)刀的刀長為0，其他刀的長度就是其刀補(bǔ)值，故無論采用哪種刀具對(duì)刀，結(jié)果都是機(jī)床主軸軸線與端面的交點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合，利用機(jī)床的坐標(biāo)顯示確定對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，從而確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的位置。再利用對(duì)刀儀確定其他刀的長度，就解決了工件坐標(biāo)系確定問題和多刀加工時(shí)的刀補(bǔ)確定問題。
    對(duì)刀點(diǎn)的選擇以在機(jī)床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時(shí)便于計(jì)算，而且對(duì)刀誤差小為原則，例如以孔定位的零件，以孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)較為適宜。對(duì)刀點(diǎn)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一，避免由于尺寸換算導(dǎo)致對(duì)刀精度甚至加工精度降低，增加數(shù)控程序或零件數(shù)控加工的難度。
    二、對(duì)刀點(diǎn)的選擇方法  對(duì)于數(shù)控車床或車銑加工中心類數(shù)控設(shè)備，由于中心位置（X0，Y0，A0）已有數(shù)控設(shè)備確定，確定軸向位置即可確定整個(gè)加工坐標(biāo)系。因此，只需要確定軸向（Z0或相對(duì)位置）的某個(gè)端面作為對(duì)刀點(diǎn)即可。對(duì)于三坐標(biāo)數(shù)控銑床或三坐標(biāo)加工中心，相對(duì)數(shù)控車床或車銑加工中心復(fù)雜很多，根據(jù)數(shù)控程序的要求，不僅需要確定坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置（X0，Y0，Z0），而且要同加工坐標(biāo)系G54、G55、G56、G57等的確定有關(guān)，有時(shí)也取決于操作者的習(xí)慣。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，也可以設(shè)在夾具上，但是必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)關(guān)系，Z方向可以簡單的通過確定一個(gè)容易檢測的平面確定，而X、Y方向確定需要根據(jù)具體零件選擇與定位基準(zhǔn)有關(guān)的平面、圓。對(duì)于四軸或五軸數(shù)控設(shè)備，增加了第4、第5個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，同三坐標(biāo)數(shù)控設(shè)備選擇對(duì)刀點(diǎn)類似，由于設(shè)備更加復(fù)雜，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)智能化，提供了更多的對(duì)刀方法，需要根據(jù)具體數(shù)控設(shè)備和具體加工零件確定。
    對(duì)刀是影響數(shù)控加工質(zhì)量的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，在對(duì)刀前必須做好對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定，進(jìn)而確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)刀完成后，調(diào)用程序原點(diǎn)方法不同，編程使用方式就不同，各種設(shè)置方式可以組合使用，以適應(yīng)不同的應(yīng)用條件和不同的工作效率。    對(duì)刀方法有很多種，不同對(duì)刀方法有著不同特點(diǎn)，無論采用何種方法對(duì)刀，目的都是為了使機(jī)床主軸軸線與刀具端面的交點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合，提高加工精度，同時(shí)也大大提高了生產(chǎn)效率，能保質(zhì)保量的完成客戶及公司的產(chǎn)量預(yù)算。
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