對刀是數控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度可以決定零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數控加工效率。僅僅知道對刀方法是不夠的，還要知道數控系統的各種對刀設置方式，以及這些方式在加工程序中的調用方法，同時要知道各種對刀方式的優缺點、使用條件等。

一般來說，數控加工零件的編程和加工是分開進行的。數控編程員根據零件的設計圖紙，選定一個方便編程的工件坐標系，工件坐標系一般與零件的工藝基準或設計基準重合，在工件坐標系下進行零件加工程序的編制。

一、數控車床對刀

1、對刀原理

對刀時，應使指刀位點與對刀點重合，所謂刀位點是指刀具的定位基準點，對於車刀來說，其刀位點是刀尖。對刀的目的是確定對刀點，在工具機坐標系中的絕對坐標值，測量刀具的刀位偏差值。對刀點找正的準確度直接影響加工精度。在實際加工工件時，使用一把刀具一般不能滿足工件的加工要求，通常要使用多把刀具進行加工。在使用多把車刀加工時，在換刀位置不變的情況下，換刀後刀尖點的幾何位置將出現差異，這就要求不同的刀具在不同的起始位置開始加工時，都能保證程序正常運行。

為了解決這個問題，工具機數控系統配備了刀具幾何位置補償的功能，利用刀具幾何位置補償功能，只要事先把每把刀相對於某一預先選定的基準刀的位置偏差測量出來，輸入到數控系統的刀具參數補正欄指定組號里，在加工程序中利用T指令，即可在刀具軌跡中自動補償刀具位置偏差。刀具位置偏差的測量同樣也需通過對刀操作來實現。

生產廠家在製造數控車床，必須建立位置測量、控制、顯示的統一基準點，該基準點就是工具機坐標系原點，也就是工具機機械回零後所處的位置。

數控工具機所配置的伺服電機有絕對編碼器和相對編碼器兩種，絕對編碼器的開機不用回零，系統斷電後記憶工具機位置，工具機零點由參數設定。相對編碼器的開機必須回零，工具機零點由工具機位置傳感器確定。

編程員按工件坐標系中的坐標數據編制的刀具運行軌跡程序，必須在工具機坐標系中加工，由於工具機原點與工件原點存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離，因此，須將該距離測量出來並設置進數控系統，使系統據此調整刀具的運動軌跡，才能加工出符合零件圖紙的工件。這個過程就是對刀，所謂對刀其實質就是測量工件原點與工具機原點之間的偏移距離，設置工件原點在以刀尖為參照的工具機坐標系裡的坐標。

2、對刀方法

對刀的方法有很多種，按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對刀；按是否採用對刀儀可分為手動對刀和自動對刀；按是否採用基準刀，又可分為絕對對刀和相對對刀等。但無論採用哪種對刀方式，都離不開試切對刀，試切對刀是最根本的對刀方法。

3.數控車床試車對刀方法

圖1

（1）如圖1，夾持工件，換需要對的刀具到刀架當前位。

圖2

（2）如圖2，在手動操作方式下，啟動主軸，用當前刀具在加工餘量範圍內試切工件外圓，車的長度必須能夠方便測量，X軸不要移動，沿Z的正方向退出來，停主軸，測量所車的外圓尺寸Xa，如圖3。

圖3

（3）按「OFS/SET」鍵如圖4，按刀偏如圖5，將光標移到與刀具號相對應的位置後，輸入「Xa」，如圖6，按操作面板上的「刀具測量」，再按顯示器下面的軟鍵「測量」，在對應的刀補位上生成對應刀補值。

圖4

注意：刀具補償包括「磨損」和「形狀」補償兩部分，刀偏分形狀和磨損，刀尖的位置放在形狀里，尺寸的調整和刀具的磨耗放在磨損里。兩者之和構成車刀偏移量補償參數。如圖5顯示。

圖5

圖6

（4）如圖7在手動方式下，再用該把刀去平工件端面，平完端面後，沿X正方向退出來，Z方向不動，停主軸，測量工件原點到工件端面的距離Lz。

圖7

（5）同（3）一樣。按「OFS/SET」鍵，進入「形狀」補償設定介面，將光標移到與刀位號相對應的位置後，輸入「Lz」，按操作面板上的「刀具測量」，再按顯示器下面的軟鍵「測量」，在對應的刀補位上生成準確的刀補值。

（6）當前刀具對刀完畢好，換程序中需要用到的其他刀具，重複（1）到（5）過程，生成相應的刀補。

二、加工中心對刀

1、加工中心對刀原理

對刀的實質是確定程序原點在工具機坐標系中的位置。對刀存在誤差，對刀誤差在某種程度內是允許產生的，也是不可避免的，但卻可以儘量減少。

對刀的準確程度直接影響加工精度，因此，對刀方法一定要與零件加工精度要求相適應。當零件加工精度要求過高時可採用千分表。對刀時一般以工具機主軸軸線與斷面的交點為刀位點，即假設基準刀的刀長為0，其他刀的長度就是其刀補值，故無論採用哪種刀具對刀，結果都是工具機主軸軸線與端面的交點與對刀點重合，利用工具機的坐標顯示確定對刀點在工具機坐標系中的位置，從而確定工件坐標系在工具機坐標系內的位置。再利用對刀儀確定其他刀的長度，就解決了工件坐標系確定問題和多刀加工時的刀補確定問題。

2 .對刀方法

在數控加工中，對刀的基本方法有試切法、對刀儀對刀和自動對刀等。本文以數控銑床為例，介紹幾種常用的對刀方法。

2． 1 試切對刀法

這種方法簡單方便，但會在工件表面留下切削痕跡，且對刀精度較低。如圖8所示，以對刀點在工件表面中心位置為例採用雙邊對刀方式。

圖8

1) 將工件通過夾具裝在工作檯上，裝夾時，工件的四個側面都應留出對刀的位置。

2) 啟動主軸中速旋轉，快速移動工作檯和主軸，讓刀具快速移動到靠近工件左側有一定安全距離的位置，然後降低速度移動至接近工件左側。

3) 靠近工件時改用微調操作(一般用0．01 mm) 來靠近，讓刀具慢慢接近工件左側，使刀具恰好接觸到工件左側表面( 觀察，聽切削聲音、看切痕、看切屑，只要出現一種情況即表示刀具接觸到工件)，再回退0．01 mm。或者顯示頁面切換到相對坐標顯示頁面，將X坐標值清零。

4) 沿z 正方向退刀，至工件表面以上，用同樣方法接近工件右側，記下此時相對坐標系中顯示的坐標值，如－ 340． 500。

5) 據此可得工件坐標系原點在工具機坐標系中坐標值為-340.5/2 = -170.25。然後向左移動工具機到相對坐標顯示為-170.25，此時主軸中心在工件坐標系X0的位置。

6)在OFFSET頁面，在相應的工件坐標頁面G54-G59中輸入X0，按軟鍵測量，即可生成X的工件原點坐標值，此值與此時的機械坐標值一樣。

7）同理可測得Y工件坐標系原點在工具機坐標系中的坐標值。

2.2 Z向對刀

1) 將刀具快速移至工件上方。

2) 啟動主軸中速旋轉，快速移動工作檯和主軸，讓刀具快速移動到靠近工件上表面有一定安全距離的位置，然後降低速度移動讓刀具端面接近工件上表面。

3) 靠近工件時改用微調操作(一般用0.01 mm) 來靠近，讓刀具端面慢慢接近工件表面( 注意刀具特別是立銑刀時最好在工件邊緣下刀，刀的端面接觸工件表面的面積小於半圓，儘量不要使立銑刀的中心孔在工件表面下刀)，

a）使刀具端面恰好碰到工件上表面，再將軸再抬高，記下此時工具機坐標系中的z 值；

b）－ 140． 400，則工件坐標系原點W，在工具機坐標系中的坐標值為－ 140．400；

c) 將測得的x，y，z值輸入到工具機工件坐標系存儲地址G5*中( 一般使用G54 ～ G59 代碼存儲對刀參數)；

d) 進入面板輸入模式(MDI) ，輸入「G5* 」，按啟動鍵( 在自動模式下) ，運行G5* 使其生效；

e) 檢驗對刀是否正確。

2． 3塞尺、標準芯棒、塊規對刀法

此法與試切對刀法相似，只是對刀時主軸不轉動，在刀具和工件之間加人塞尺(或標準芯棒、塊規) ，以塞尺恰好不能自由抽動為準，注意計算坐標時這樣應將塞尺的厚度減去。因為主軸不需要轉動切削，這種方法不會在工件表面留下痕跡，但對刀精度也不夠高。

2． 3 採用尋邊器、偏心棒和軸設定器等具對刀法操作步驟與採用試切對刀法相似，只是將刀具換成尋邊器或偏心棒。這是最常用的方法。效率高，能保證對刀精度。

使用尋邊器時必須小心，讓其鋼球部位與工件輕微接觸，同時被加工工件必須是良導體，定位基準面有較好的表面粗糙度。z軸設定器一般用於轉移( 間接) 對刀法。

2． 4 轉移( 間接)對刀法

加工一個工件常常需要用到不止一把刀，第二把刀的長度與第一把刀的裝刀長度不一樣，需要重新對零，但有時零點被加工掉，無法直接找回零點，或不容許破壞已加工好的表面，還有某些刀具或場合不好直接對刀，這時候可採用間接找零的方法。

a) 對第一把刀。

1) 對第一把刀的時仍然先用試切法、塞尺法等。記下此時工件原點的工具機坐標z1。第一把刀加工完後，停轉主軸。

2) 把對刀器放在工具機工作檯平整檯面上(如虎鉗大表面) 。

3) 在手輪模式下，利用手搖移動工作檯至適合位置，向下移動主軸，用刀的底端壓對刀器的頂部，錶盤指針轉動，最好在一圈以內，記下此時軸設定器的示數並將相對坐標軸清零。

4) 確抬高主軸，取下第一把刀。

b) 對第二把刀。

1) 裝上第二把刀。

2) 在手輪模式下，向下移動主軸，用刀的底端壓對刀器的頂部，錶盤指針轉動，指針指向與第一把刀相同的示數A位置。

3) 記錄此時軸相對坐標對應的數值z0(帶正負號) 。

4) 抬高主軸，移走對刀器。

5) 將原來第一把刀的G5*里的z1坐標數據加上z0( 帶正負號) ，得到一個新的坐標。

6) 這個新的坐標就是要找的第二把刀對應的工件原點的工具機實際坐標，將它輸人到第二把刀的G5*工作坐標中，這樣，就設定好第二把刀的零點。其餘刀與第二把刀的對刀方法相同。

注: 如果幾把刀使用同一G5*，則步驟5) ，6) 改為把z0存進二號刀的長度參數裡，使用第二把刀加工時調用刀長補正G43H02 即可。

2． 5 頂尖對刀法

a) x，y 向對刀。

1) 將工件通過夾具裝在工具機工作檯上，換上頂尖。

2) 快速移動工作檯和主軸，讓頂尖移動到近工件的上方，尋找工件畫線的中心點，降低速度移動讓頂尖接近它。

3) 改用微調操作，讓頂尖慢慢接近工件畫線的中心點，直到頂尖尖點對準工件畫線的中心點，記下此時工具機坐標系中的x，y坐標值。

b) 卸下頂尖，裝上銑刀，用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標值。

6 百分表( 或千分表)對刀法( 一般用於圓形工件的對刀)

1) x，y 向對刀。將百分表的安裝杆裝在刀柄上，或將百分表的磁性座吸在主軸套筒上，移動工作檯使主軸中心線( 即刀具中心) 大約移到工件中心，調節磁性座上伸縮杆的長度和角度，使百分表的觸頭接觸工件的圓周面，(指針轉動約0. 1 mm) 用手慢慢轉動主軸，使百分表的觸頭沿著工件的圓周面轉動，觀察百分表指針的便移情況，慢慢移動工作檯的軸和軸，多次反覆後，待轉動主軸時百分表的指針基本在同一位置(表頭轉動一周時，其指針的跳動量在允許的對刀誤差內，如0. 02 mm) ，這時可認為主軸的中心就是軸和軸的原點。

2) 卸下百分表裝上銑刀，用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標值。

2．6 專用對刀器對刀法

傳統對刀方法有安全性差( 如塞尺對刀，硬碰硬刀尖易撞壞) 占用機時多( 如試切需反覆切量幾次)，人為帶來的隨機性誤差大等缺點，已經適應不了數控加工的節奏，更不利於發揮數控工具機的功能。用專用對刀器對刀有對刀精度高、效率高、安全性好等優點，把繁瑣的靠經驗保證的對刀工作簡單化了，保證了數控工具機的高效高精度特點的發揮，已成為數控加工機上解決刀具對刀不可或缺的一種專用工具。

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