数控车床零件加工中对刀与找正方法
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提示： 对刀是数控车削加工前的一项重要工作，它关系到被加工零件的尺寸精度，是加工成败的关键因素之一。标准型数控车床具有自动对刀功能，但经济型数控车床必须通过对刀，才便于进行刀位偏差的自动补偿，或在编程过程中进行考虑。数控车削加工前，应对工艺系统做准备性的调整，其中完成对刀过程并输入刀具补偿是关键的环节。在
&&& 对刀是数控车削加工前的一项重要工作，它关系到被加工零件的尺寸精度，是加工成败的关键因素之一。标准型数控车床具有自动对刀功能，但经济型数控车床必须通过对刀，才便于进行刀位偏差的自动补偿，或在编程过程中进行考虑。数控车削加工前，应对工艺系统做准备性的调整，其中完成对刀过程并输入刀具补偿是关键的环节。在数控车削过程中，应首先确定零件的加工原点，以建立工件坐标系，同时还要考虑刀具的不同尺寸对加工的影响，并输入相应的刀具补偿值，这些都需要通过对刀来解决。
&&& 在加工程序执行前，应调整每把刀具用于编程的刀位点（例如：尖形车刀刀尖、圆弧车刀圆心等），使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。对刀操作的目的是通过确定刀具起始点，建立工件坐标系及设置刀偏量（刀具偏置量或位置补偿量）。对刀的方法按所用数控机床的类型不同也有所区别，一般可分为机内对刀和机外对刀两大类。机内对刀较多地用于车削类数控机床，根据其对刀原理，它又可分为试切法对刀和测量法对刀（对刀仪对刀）两种。
&&& 1．试切法对刀
&&& 由于试切法对刀不需要任何辅助设备，所以被广泛地用于经济型低档数控机床中。其基本原理是通过每一把刀具对同一工件的试切削，分别测量出其切削部位的直径和轴向尺寸，来计算出各刀具刀尖在X轴和Z轴的相对尺寸，从而确定各刀具的刀补量。
&&& 数控车床所用的位置检测器分相对式和绝对式两种，下面介绍采用相对位置检测器的对刀过程，这里以Z向为例说明对刀方法，如图4-39所示。设图中端面刀是第一把刀，内径刀为第二把刀，由于是相对位置检测，需要用G50进行加工坐标系设定。假定程序原点设在零件左端面，如果以刀尖点为编程点，则坐标系设定中的Z向数据为L1，这时可以将刀架向左移动，并将右端面光切一刀，测出车削过后的零件长度N值，并将Z向显示值置零，再把刀架移回到起始位置，此时的Z向显示值就是M值，N加M即为L1。这种以刀尖为编程点的方式应将第一把刀的刀具补偿设定为零。接着用同样方法测出第二把刀的L2值，L2-L1是第2把刀对第1把刀的Z向位置差，此处是负值。如果程序中第1把刀转为第2把刀时不变换坐标，那么第2把刀的Z向刀补值应设定为△L。
&&& 图4-39&&& 试切法对刀原理图
&&& 试切法对刀属于手动对刀，它的基础是通过试切零件来对刀，它还没跳出传统车床的&试切-测量-调整&的对刀模式，要较多地占用机床时间。
&&& 2．测量法对刀（机外对刀&&对刀仪对刀）
&&& 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间在X及Z方向的距离，即刀具X向和Z向的长度。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床即可以使用。图4-40所示为一种比较典型的机外对刀仪，它可适用于各种数控车床。针对某台具体的数控车床，应制作相应的对刀刀具台，将其安装在刀具台安装座上。这个对刀刀具台与刀座的连接结构及尺寸，应与机床刀架相应结构及尺寸相同，甚至制造精度也要求与机床刀架该部位一样。此外，还应制作一个刀座、刀具联合体（也可将刀具焊接在刀座上），作为调整对刀仪的基准。把此联合体装在机床刀架上，尽可能精确地对出X向及Z向的长度，并将这两个值刻在联合体表面，对刀仪使用若干时间后就应装上这个联合体做一次调整。机外对刀的大致顺序是：将刀具随同刀座一起紧固在对刀刀具台上，摇动X向和Z向进给手柄，使移动部件载着投影放大镜沿着两个方向移动，直至假想刀尖点与放大镜中十字线交点重合为止，如图4-41所示。这时通过X向和Z向的微型读数器分别读出X向和Z向的长度值，就是这把刀具的对刀长度。如果这把刀具马上使用，那么将它连同刀座一起装到机床某刀位上之后，将对刀长度输到相应刀具补偿号或程序中就可以了。
&&& 图4-40&&& 机外对刀仪
&&& 3．机内光学对刀法-ATC对刀
&&& 机内光学对刀法又简称为ATC对刀，是在机床上利用对刀显微镜自动计算出车刀长度的一种方法。对刀镜与支架不用时取下，需要对刀时才装到主轴箱上。对刀时，用手动方式将刀尖移到对刀镜的视野内，再用手动脉冲发生器微量移动刀架，使假想刀尖点与对刀镜内的中心点重合，如图4-41所示，再将光标移到相应的刀具补偿号，并按&自动计算（对刀）&按键，这把刀两个方向的长度就被自动计算出来并自动存入它的刀具补偿号中。
&&& 图4-41&&& 刀尖在放大镜中的对刀投影
&&& 这种方法的适用范围广泛，对刀精度较高，其分格读数值可达0.01mm，且属于不接触对刀方式，对刀具的刀尖不会损坏，是推广采用的方法之一。然而，质量较高的光学对刀仪价格较昂贵，需要专门保管，对某些刀具（如镗刀）进行的对刀过程较烦琐，有时不如试切对刀法简便。
（责任编辑: 佚名 ）
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优秀?≥90 ， 90＞?□?良好
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4、论文封面的成绩给定等级。
1.2数控车床的特点 7
零件图样工艺分析 9
2.1零件图工艺分析 9
2.2设备的选定 10
第三章 零件加工工艺分析 13
3.1 确定零件的定位基准和装夹方式 13
3.2 确定加工顺序及进给路线 14
3.3数控刀具的选择步骤 16
3.4切削用量选择 18
第四章 零件加工程序的编写 22
4.1 数控编程的内容与方法 22
第五章 加工过程技术事项 28
5.1装刀与对刀 28
5.2 程序校对与首件试切 29
第六章 总 结 30
参 考 文 献 31
数控加工是现代制造技术的基础，对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。（CAD/CAM）
高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为当前衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。随着我国从制造业大国走向制造业强国的步伐的加快，掌握以数控技术为主的先进制造技术，提高计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的技术水平成为一个制造企业持续进步，赖以生存的重要支撑。
1.2数控车床的特点
数控车床是目前国内数量最多，应用最广数控机床，由于采用了数控系统作为控制核心，利用伺服电机通过滚珠丝杆驱动溜板和刀架实现进给运动，其运动链与普通车床相比也更短，总体结构刚性好，抗振性好。与普通车削相比，数控车削具有以下特点：
可以加工具有复杂型面的工件
加工精度高，质量稳定
因为数控车床本身的精度比普通车床高，一般数控车床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm，在加工过程中操作人员不参与，所以消除了操作者的人为误差，工件的加工精度全部由数控机床保证；又因为数控车削加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响，所以工件的精度高
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数控车床加工工艺流程的优化改进
　　机床主轴的性能必须在满足了加工精度和效率为前提，一些传统的主轴概念已不能满足现在机床主轴的需求，它的速度和精度，以及刚度、功率的匹配特性要好，这样就要考虑质量。而数控车床加工零件时，车削的参数和走刀路径是设定好之后通过计算机的控制系统来进行车削加工的，所以零件的加工质量和效率重要影响因素的是数控车床的加工工艺流程。随着数控技术的发展，加工质量在提高，但在数控加工的工艺规范性的指导方面还是很缺乏的，从而产品质量的一致性和稳定性得不到保证,这一因素在一定程度上对数控车床的技术发展存在着制约，下面从数控车床加工的加工方法和工序选择、线路制定、刀具安装、等几个重要步骤对零件的工艺有效改变途径进行分析：　　　　一、对加工零件的工艺性分析要准确　　　　1、需要加工零件的工艺性要符合数车加工的特点　　　　车床加工零件其图纸的设计上，在尺寸的标上应该以方便加工为前提，在图纸上应该直接使用统一的基准并给出坐标尺寸，这样便于在编程和协调各个尺寸，在保证工艺基准和设计基准，以至于检测基准和编程原点等方面的一致性提供了方便，这样设计人员对产品的使用特性上打消了顾虑，在手工编程时要计算基点坐标和计算点，应注意是否充分允许工件轮廓几何元素的条件，自动编程时要所有几何元素中定义，工艺性分析要充分考虑各个几何元素的充分合理的特性。　　　　2、需加工的零件工艺性适合数控车床加工的特点　　　　首先要注意零件的外形以及内孔需要尽量采用统一的尺寸和几何类型的刀具，并且尽量减少其更换刀具的次数。加工的零件质量优劣是与其轮廓形状和圆弧半径等相关。因此，在开槽内圆角不能过小，因为有可能没有相应的刀具相匹配，需防止零件结构性不好而产生的边上应力集中，从而零件的寿命受到影响，为防止工件的重复装夹从而形成加工的两个面的尺寸和在轮廓上的位置不对称，我们在安排工艺上尽量的统一定位基准。可以将相应的基准孔用工艺孔，工件也要有定位基准孔。上面两种方式都不能实现，统一定位标准也可以考虑用精加工过的表面，两次装夹的误差可以减少。　　　　二、采用加工方法和加工工序要适当　　　　1、选择适当的加工方法　　　　在加工中适合的加工方法是要保证加工精度和工件的表面粗糙度能够达到设计的要求和标准为原则的。在选择加工方法时要考虑零件的形状、尺寸、热处理各个技术要求，在能够达到同一级别的加工方法中选出最高效、最适合的加工方法。根据生产设备的实际情况，对于一些箱体表面上的孔选择铰孔方法，箱体表面上较大的孔一般采用镗孔，较小的孔一般采用铰孔的方法，同时我们在加工中也要根据实际情况考虑尽可能的降低生产成本、提高生产效率等因素。　　　　2、选择适当的加工工序　　　　在数控车床加工时，就考虑在一次装夹时能否一次性的完成全部工序或者是大部分工序，工序尽可能的集中，这就需要先来分析图样中整个零件的加工中可不可以一次装夹完成，如果达不到的情况下，要减少装夹的次数和刀具的更换次数。并且在划分工步中，加工精度和加工效率两个方面因素要重点考虑，在同一个工件的加工表面上顺序是粗加工、半精加工、精加工，也可所有表面粗加工、精加工分着进行。　　　　三、制定最优加工路线　　　　制定加工路线原则应遵循：减少刀具空程时间并保证加工路线最短，并且无效的程序段要减少；保证零件的表面精度和表面粗糙度；为了减少编程的工作量要简化数值计算；在数控车床中有些点位控制只是对定位的精度要求高些，刀具的走刀路线不是很重要，因此类似这样的车床是以空行程最短为走刀的线路，刀具的在轴的方向上的距离要确定，而这个因素受工件长度行程的影响。　　　　四、制定数控车床上刀具的安装设计与工序卡　　　　1、刀具的安装设计　　　　在刀具安装时我们应该考虑的最基本的准则是：尽量来统一工艺并且设置的步骤所要编程的基准;在装夹中次数最大可能性的少,在所有加工的表面时争取能一次装夹来完成;从而来充分发挥数控车床的效能,达到避免占机人工调整的目的。在数控车床的加工时还需注意，当加工的零件数量不是很多时，在数控加工中对夹具提出了基本要求：一是应该保证坐标方向和夹具的坐标方向彼此间相对的固定；另外也要关注机床的坐标系的尺寸与零件之间的关系。从而来节约生产费用和节省一些生产准备时间。　　　　2、关于制定数控车床工序卡　　　　数控车床因为价比较高并且其性能很好，由于数控车床的特性，相适应的工序内容也复杂，因此它能够完成复杂的工作任务。数控车床编程上改进工步的问题是提高效率的因素，因此考虑好数控加工工序中主要内容中的路线、对刀点、换刀点以及原点、车削参数、编程说明等。　　　　3、关于轴类改进后的效果　　　　我们在机床主轴数控车削工艺进行了改进试验，发现车削工艺优化以后，通过对100件成品零件进行了表面粗糙度和尺寸精度进行了各项检测和分析，得到的结果是所有的尺寸公差都控制在了公差范围之内，而且产品质量都非常的好；而且其对跳动公差和同轴度公差的检测中，得到了分别控制在了0.01mm和&0.005mm的合格范围内，为后续的工序达到要求，端面及外圆的粗糙都分别达到了图纸要求；长度尺寸控制在公差范围内，企业的要求完全能够满足，生产效率也得到了大大的提高，由原来的50min一件缩短到现在的35min一件。　　　　五、结束语　　　　综合以上研究分析的实际情况，在使用数控车床进行机床主轴加工的实践过程中,要根据生产实际需要来合理安排数控机床的使用，尤其是不可以随便胡乱使用数控机床，在实际生产中，为了使企业的数控机床的特性得到最大极限的发挥，从而使企业的投资成本得到最大的回报。多年的实践中总结出数控加工中的工艺优化都不是理论或者是凭空想象的，要来源于工作实践中对不足方面的记录、整理、归纳、分析、总结研究，从而得到优化改进的工艺流程应用到实践中，从而提高零件的质量和生产效率，企业的经济效益也大大的提高了。
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