一种数控车床精确对刀装置及对刀方法与流程

本发明涉及数控车床以及cnc车削中心的试切对刀方法，具体地说是一种数控车床精确对刀装置及对刀方法。

背景技术：

目前，多数数控机床操作者所采用的是手动试切对刀方法，由于受多种因素的影响，手动对刀的精度十分有限，将这一阶段的对刀称为粗略对刀。传统的对刀板为单个的长方形板件，通过对刀板对刀由于水平度误差较大，对刀精度低，不易固定。当需要加工普通螺纹和有角度的螺纹时需要更换不同的对刀板，需要单手握持对刀装置，单手操作刀架进行对刀，增加对刀误差，废品率高，生产效率低，操作者劳动强度大。

技术实现要素：

本发明提出一种数控车床精确对刀方法，根据“自动对刀→测量→误差补偿”的思路，设计出了用程序控制的自动试切法；解决了手动对刀效率低，工件加工质量得不到保证的问题。

为实现上述目的，本发明所述一种数控车床精确对刀装置，包括设置在机床的卡盘、刀架，以及设置于卡盘上的用于固定工件的卡爪，所述刀架的四个边的一侧上分别安装有基准刀具，所述四个边上的四个基准刀具分别为90°外圆粗车刀、90°外圆精车刀、切断刀、60°螺纹车刀。

所述的一种数控车床精确对刀的方法，包括以下步骤：

a.手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（crt）显示试切点a的x、z机床坐标，推出程序原点o的机床坐标，推出程序起点h的机床坐标，根据a点与o点的机床坐标关系：xo=xa-φd、zo=za，推出a点与o点的机床坐标；

b.再根据h相对于o点的工件坐标系（100、50），最后推出h点的机床坐标：xh=100-φd、zh=za+50，这样建立的工件坐标系是以基准刀具的刀尖位置建立的工件坐标系。

所述一种数控车床精确对刀方法，其特征在于：包括以下步骤：以工件的右端面中心为程序原点，用g92指令设定工件坐标系为原点o，采用直径方式编程，程序起点h的工件坐标系为（100，50）。

基准刀具按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（crt）显示试切点a的x、z机床坐标，推出程序原点o的机床坐标，推出程序起点h的机床坐标”的思路对刀，根据a点与o点的机床坐标关系：xo=xa-φd、zo=za，可以推出a点与o点的机床坐标，再根据h相对于o点的工件坐标系（100、50），最后推出h点的机床坐标：xh=100-φd、zh=za+50，这样建立的工件坐标系是以基准刀具的刀尖位置建立的工件坐标系。

由于各刀装夹在刀架上的x、z方向的伸缩位置的不同，当非基准刀具转位到加工位置时，刀尖位置b相对于a点就有偏置，原来建立的工件坐标系就不再适用了。此外每一把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损，对工件的加工质量和几何精度有很大的影响。因此，各刀具偏置和磨损值需要进行补偿，获得各刀具偏置的基本原理是：各刀具均对准工件上的某一基准点（如图一的a点或o点），由于crt显示的机床坐标不同，因此将非基准刀具在该点处的机床坐标通过人工计算减去基准刀具在同样点的机床坐标，就可以得到各非基准刀具刀尖点的准确位置，以保证零件的加工质量和精度要求。

本发明所述一种数控车床精确对刀装置及对刀方法，其有益效果在于：本装置广泛适用于加工各类零部件，能够大大的提高零件的加工精度，提高生产效率；本方法易于操作、方便可行、易于调整、通用性强；自动程序对刀，保证了工件的加工精度，提高了工作效率，降低零件的制造成本；一次装夹、自动调整，大大降低了工人的劳动强度和操作技能要求。

附图说明

图1为本发明中手动试切对刀示意图；

图2为本发明中刀具的偏置和磨损补偿示意图；

图中：1-标准刀具、2-z轴磨损补偿、3-加工时的实际刀具、4-卡盘、5-卡爪、6-工件、7-基准刀具、8-刀架、h-x轴偏置补偿、h’-z方向零点偏置、r-x方向零点偏置、a-试切点、h-程序起点、o-工件坐标系的工件零点、o’-机床坐标系的机床原点、p-工件直径。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明所述一种数控车床精确对刀装置，包括设置在机床的卡盘4、刀架8，以及设置于卡盘4上的用于固定工件6的卡爪5，所述刀架11的四个边的一侧上分别安装有基准刀具，所述四个边上的四个基准刀具分别为90°外圆粗车刀、90°外圆精车刀、切断刀、60°螺纹车刀。

如图2所示：标准刀具1与加工时的实际刀具3之间具有z轴磨损补偿2、x轴偏置补偿h；

所述的一种数控车床精确对刀的方法，包括以下步骤：

a.以工件6的右端面中心为程序原点即工件坐标系的工件零点o，工件坐标系的工件零点o与机床坐标系的机床原点o’之间z方向上相距距离为z方向零点偏置h’；工件坐标系的工件零点o与机床坐标系的机床原点o’之间x方向上相距距离为x方向零点偏置r；用g92指令设定工件坐标系，直径编程，程序起点h的工件坐标系为（100，50）,所述工件6的直径为p；

b.手动试切工件6的外圆与端面，分别记录显示器（crt）显示试切点a的x、z机床坐标，推出工件坐标系的工件零点o的机床坐标，推出程序起点h的机床坐标，根据试切点a与工件坐标系的工件零点o的机床坐标关系：xo=xa-φd、zo=za，推出试切点a与工件坐标系的工件零点o的机床坐标；

c.再根据程序起点h相对于工件坐标系的工件零点o的工件坐标系（100、50），最后推出程序起点h点的机床坐标：xh=100-φd、zh=za+50，建立以基准刀具的刀尖位置建立的工件坐标系。

在使用时，由于各刀具装夹在刀架8上的x、z方向的伸缩位置的不同，当非基准刀具转位到加工位置时，刀尖位置b相对于a点就有偏置，原来建立的工件坐标系就不再适用，且每一把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损；因此，各刀具偏置和磨损值需要进行补偿，获得各刀具偏置的基本原理是：各刀具均对准工件6上的某一基准点（如图1的a点或o点），由于crt显示的机床坐标不同，因此将非基准刀具在该点处的机床坐标通过人工计算减去基准刀具在同样点的机床坐标，得到各非基准刀具刀尖点的准确位置。

技术特征：

技术总结
本发明所述一种数控车床精确对刀装置及对刀方法。本装置包括设置在机床的卡盘、刀架，以及设置于卡盘上的用于固定工件的卡爪，所述刀架的四个边的一侧上分别安装有基准刀具，所述四个边上的四个基准刀具分别为90°外圆粗车刀、90°外圆精车刀、切断刀、60°螺纹车刀；本发明方法根据“自动对刀→测量→误差补偿”的思路，设计出了用程序控制的自动试切法。本装置及方法操作简单、方便、易于调整、通用性强，保证了工件的加工质量和精度要求，提高了工作效率，降低零件的制造成本。

技术研发人员：方彦祥;王兵琴
受保护的技术使用者：天水星火机床有限责任公司
技术研发日：2017.12.13
技术公布日：2018.05.18