1、学号：0705110135 毕业论文（设计）题 目: 数控车床加工前的筹备 系 别: 机电工程系 专业班级： 数控技术十班 学生姓名： 孙 成 成 成 绩： 指导教师： 侯 学 民 2011 年 4 月商丘科技职业学院毕业论文（设计）I摘要随着计算机业的快速发展，数控技术在我国机械制造业的应用已比较成熟。数控车床具有集机、电、液于一身的特点，是一种自动化程度高的先进设备，而数控车床车削加工过程中，首先应确定零件的加工原点，以建立准确的工件坐标系；其次要考虑刀具的不同尺寸对加工的影响，这些都需要通过对刀来解决。数控车床的对刀的方法很多，但都较复杂，不实用。因此寻找简单实用的对刀方法来缩短辅助时间
2、、提高生产效率为突破口就显得尤为重要。能否找出一种理论分析及实用相结合的方法，定量研究提高其实用性的数控车床对刀方法的因素，寻求方便快捷的对刀方法。本文力图在建立工件坐标系中了解对刀方法、对刀原理和操作步骤等问题进行简单阐述。主要集中在对刀方法进行总结和改进，如：定位对刀法、光学对刀法、试切对刀法等方面。关键词：数控车床 坐标系 对刀方法 对刀原理数控车床对刀方法的探讨II目 录摘要 .I第 1 章 刀位点 .1第 2 章 刀补的测量 .22.1 刀补设置的目的 .22.2 刀补值的测量原理与方法 .2第 3 章 工件坐标系的确定与建立 .43.1 工件坐标系的确定 .43.2 工件坐标系建立
3、及步骤 .5第 4 章 对刀理论基础 .64.1 单刀对刀理论基础 .64.2 多刀对刀的理论基础 .6第 5 章 数控车床常用的对方法 .85.1 试切发对刀 .85.2 光学检测对刀仪对刀（机外对刀） .115.3 自动对刀 .125.4 六工位（卧式）自动转位刀架 .13结论 .14参考文献 .15商丘科技职业学院毕业论文（设计）1第 1 章 刀位点刀位点是程序编制中，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。对于各类车刀，其刀位点如图 1-1 所示。 图 1-1 各类刀具刀位点通过对刀，使刀架上每把车刀的刀位点趋于一致，或在一定精度内达到一致。因为确定对刀点的位置的工作实际上是对刀
4、工作的延续，所以它与对刀工作一样具有重要的意义。数控车床对刀方法的探讨2第 2 章 刀补的测量2.1 刀补设置的目的 数控车床刀架内有一个刀具参考点（即基准点），见图 2-1 中的“”。数控系统通过控制该点运动，间接地控制每把刀的刀位点的运动。而各种形式的刀具安装后，由于刀具的几何形状及安装位置的不同，其刀位点的位置是不一致的，即每把刀的刀位点在两个坐标方向的位置尺寸是不同的。所以，刀补设置的目的是测出各刀的刀位点相对刀具参考点的距离即刀补值（X，Z），并将其输入 CNC 的刀具补偿寄存器中。在加工程序调用刀具时，系统会自动补偿两个方向的刀偏量，从而准确控制每把刀的刀尖轨迹。图 2-1 刀补值
5、商丘科技职业学院毕业论文（设计）32.2 刀补值的测量原理与方法 刀补值的测量过程称为对刀操作。对刀的方法常见有三种：定位法对刀、试切法对刀、对刀仪对刀法。对刀仪又分机械检测对刀仪和光学检测对对刀仪。 各类数控机床的对刀方法各有差异，可查阅机床说明书，但其原理及目的是一致的，即通过对刀操作，将刀补值测出后输入 CNC 系统，加工的系统根据刀补值自动补偿两个方向的刀偏量，使零件加工程序不受刀具（刀位点）安装位置的不同，而给切削带来影响。数控车床对刀方法的探讨4第 3 章 工件坐标系的确定与建立3.1 工件坐标系的确定 数控车床在出厂时已规定了车床坐标系，开机时通过回车床参考点，使数控系统确认车床
6、坐标系。一旦数控机床确认车床坐标系后，不管工作台（溜板）移动到任何位置，数控系统都可以知道工作台当前的车床坐标值，如图 31 所示。 图 3-1 数控机床坐标系商丘科技职业学院毕业论文（设计）5在进行数控车削加工时，使用的数控加工程序是按照工件坐标系（X 工,O 工,Z 工）建立的加工轨迹。要完成零件的精确加工，就必须让数控系统清楚工件坐标系与车床坐标系的对应关系。 3.2 工件坐标系建立及步骤 假定程序中工件坐标系设定指令为：G50（G92）X100.0Z100.0,工件坐标系设置在工件轴线和右端面的交点处。 方法一： 1) 用一号刀（基准刀）车削工件右端面和工件外圆。2) 让基准刀尖退到工
7、件右端面和外圆母线的交点。3) 让刀尖向 Z 轴正向退 100mm。4) 停止主轴转动。5) 用外径千分尺测量工件外径尺寸 d。6) 让刀尖向 X 轴正向退 100d 7) 则刀尖现在的位置就为程序中 G50（G92）规定的 X100.0Z100.0 的位置。 方法二： 1) 让 1 号刀（基准刀）车削工件外圆，X 向不动，刀具沿 Z 轴正向退出后置零2) 停止主轴转动3) 用外径千分尺测量工件外径尺寸 d。4) 让基准刀刀尖和工件右端面对齐或车削右端面，让刀尖向工件中心运动 d 数值（若测得工件外径为 40mm，刀尖向工件中心运动时，在手动状态下注意 CRT 显示器上 X 轴坐标值向工件中心
8、增量进给了40mm 时，停止进给）。5) 然后再次将 X，Z 坐标数值置零。6) 将刀尖运动到程序 G50（G92）规定的 X,Z 坐标值。如主程序中编制 G50（G92）X100.0Z100.0 ，则将刀尖运动到 CRT 显示器上 X.Z 轴的坐标值均为 100 处，当前点即为程序的起始点。 、数控车床对刀方法的探讨6当程序运行加工工件时，执行 G50（G92）程序后，系统内部即对当前刀具点（X,Z）进行记忆并显示在显示器上，这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系，当前刀具点位于工件坐标系的 X100.0Z100.0 处。第 4 章 对刀理论基础4.1 单刀对刀理论基
9、础 数控车削加工中，只要保证刀具刀尖在工件坐标系中运行出符合零件形状规定的轨迹，就能加工出符合要求的零件。刀尖只要能在切削过程中，在工件坐标系中走出工件的轮廓轨迹就可以加工出所需的零件。 由于工件坐标系与车床坐标系具有确定的对应关系，因此只要知道刀具刀尖在工件坐标系或工件坐标系中的位置就可以控制刀具完成相应的移动轨迹。而确定刀尖在工件坐标系或车床坐标系中位置的操作过程就是对刀操作。 如何确定刀尖在车床坐标系中的位置呢？在前面建立工件坐标系的操作中，可以知道采用相同方式就能确定刀尖在工件坐标系中的位置。如采用这种方式，仅需要向数控系统输入测量获得的直径值（X 轴方向坐标值）及端面距离（ Z 轴方
10、向坐标值） ，然后由数控系统计算出刀尖及工件坐标系在车床坐标系中的位置。这种对刀方式称为试切对刀，是数控车加工中最常用的对刀方法。 数控车削加工中常采用的对刀方式还有定点对刀方式。定点对刀方式的原理与试切对刀方式相同，它通过指定工件坐标系中的一点（定点） ，移动刀尖到达该点，然后向数控系统发出确认信号。这种方式只是事先已确认该定点在工件坐标系中的位置，减少了测量的过程与误差，但是难点在于保证刀尖与定点重合。这种方式广泛应用于带有对刀仪的数控车床上。 4.2 多刀对刀的理论基础 在自动刀架上安装多把车刀后，当每把车刀转到切削位置时，刀尖的位置是不同的，保证在多刀加工中每把刀的切削中和毛坯具有相同的相互位置关系，理论上有两种方法：1) 每把刀均建立各自的工件坐标系，如果这些工件坐标系的原点重合，也能保证每
