數(shù)控加工中對(duì)刀點(diǎn)的合理確定方法

在數(shù)控加工中，對(duì)刀點(diǎn)的合理確定是確保加工精度的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對(duì)刀點(diǎn)選擇得當(dāng)，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(duì)刀點(diǎn)的選擇原則、確定方法及實(shí)用技巧，幫助您全面掌握這一關(guān)鍵技術(shù)。

一、什么是對(duì)刀點(diǎn)及其重要性

對(duì)刀點(diǎn)是通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)，它往往也是零件的加工原點(diǎn)。在程序編制時(shí)，通常將工件看作靜止，而刀具在運(yùn)動(dòng)。

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

合理確定對(duì)刀點(diǎn)的重要性在于：它是建立工件坐標(biāo)系的基準(zhǔn)，直接影響編程的簡(jiǎn)便性、加工精度和效率。選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致加工誤差增大、程序復(fù)雜化甚至加工失敗。

二、對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則

1. 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量與零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)一致。這樣可以減少基準(zhǔn)不重合帶來(lái)的誤差，提高加工精度。對(duì)于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。

2. 找正便利原則

所選對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)便于找正和測(cè)量，使操作人員能夠輕松準(zhǔn)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(fù)雜耗時(shí)的對(duì)刀過(guò)程。

3. 編程簡(jiǎn)便原則

對(duì)刀點(diǎn)位置應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單，加工程序中的引入或返回路線短，并便于換刀。合理的對(duì)刀點(diǎn)可以簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。

4. 精度優(yōu)先原則

對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在對(duì)刀誤差小的位置，或可能引起的加工誤差為最小的位置。對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。

5. 檢驗(yàn)方便原則

對(duì)刀點(diǎn)位置應(yīng)在加工時(shí)檢查方便、可靠，便于加工過(guò)程中的質(zhì)量控制和精度驗(yàn)證。

三、對(duì)刀點(diǎn)的具體確定方法

1. 根據(jù)零件類型選擇

軸類零件：對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例如，坐標(biāo)原點(diǎn)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(duì)刀點(diǎn)的確定需考慮零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確保刀具運(yùn)動(dòng)不會(huì)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(duì)刀點(diǎn)。

2. 對(duì)刀點(diǎn)位置選擇

對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位。有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找。

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

對(duì)刀點(diǎn)也可選在零件外面（如選在夾具上或機(jī)床上），但必須與零件的定位基準(zhǔn)有已知的準(zhǔn)確關(guān)系。

四、不同對(duì)刀方法的操作要點(diǎn)

1. 對(duì)刀點(diǎn)為圓柱孔的中心線

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

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

2. 對(duì)刀點(diǎn)為兩相互垂直直線的交點(diǎn)

碰刀方式對(duì)刀：對(duì)于精度要求不高的加工，可以使用加工時(shí)所使用的刀具直接進(jìn)行碰刀對(duì)刀。該方法比較實(shí)用，但會(huì)在工件表面留下痕跡，影響對(duì)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(jìn)行對(duì)刀，并在編程計(jì)算時(shí)減去塞尺的厚度。

機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀：機(jī)外對(duì)刀儀可測(cè)量刀具的長(zhǎng)度、直徑和形狀參數(shù)。使用前要用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀心軸進(jìn)行校準(zhǔn)，且需考慮靜態(tài)測(cè)量尺寸與實(shí)際加工尺寸之間的差值，一般需要經(jīng)驗(yàn)預(yù)選修正量，通常偏大0.01～0.05mm。

3. 刀具Z向?qū)Φ?/h3>

機(jī)上對(duì)刀：采用Z向設(shè)定器依次確定每把刀具與工件在機(jī)床坐標(biāo)的相互位置關(guān)系。

機(jī)上對(duì)刀配合機(jī)外刀具預(yù)調(diào)：這種方法對(duì)刀精度和效率高，但投資較大。

五、換刀點(diǎn)的確定原則

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

確定換刀點(diǎn)的核心原則是：換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在零件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件、夾具和機(jī)床為準(zhǔn)。換刀點(diǎn)往往是固定的點(diǎn)，且設(shè)在離工件較遠(yuǎn)的地方，以確保換刀操作的安全。

加工軸類零件時(shí)，換刀點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容安排，位置必須保證換刀時(shí)刀具不會(huì)碰到工件、夾具和機(jī)床。

六、實(shí)用技巧與常見問題處理

多刀具加工的對(duì)刀處理：實(shí)際加工中通常需使用多把刀具。由于換刀后刀尖點(diǎn)位置會(huì)出現(xiàn)差異，可利用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的刀具幾何位置補(bǔ)償功能。測(cè)量每把刀相對(duì)于基準(zhǔn)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(dòng)補(bǔ)償。

對(duì)刀點(diǎn)破壞的預(yù)防：當(dāng)對(duì)刀點(diǎn)可能在加工過(guò)程中被破壞時(shí)，必須建立相對(duì)對(duì)刀位置。這個(gè)相對(duì)位置應(yīng)基于與定位基準(zhǔn)有固定尺寸關(guān)系設(shè)立，便于后續(xù)工序找回原對(duì)刀點(diǎn)。

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

對(duì)刀點(diǎn)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(jī)床條件。遵循文中的原則和方法，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，您將能夠準(zhǔn)確高效地完成對(duì)刀操作，為高質(zhì)量加工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。