“有用”是本刊，尤其是本欄目的宗旨。本文就是一篇非常實(shí)用的文章，文中首先介紹了數(shù)控車床常用的“試切對刀法”的原理及對刀思路；接著，介紹了華中世紀(jì)星車削數(shù)控系統(tǒng)的四種手動試切對刀方法；為改進(jìn)其對刀精度，根據(jù)“自動試切→測量→誤差補(bǔ)償”的思路，設(shè)計出了用程序控制的自動試切法，并總結(jié)介紹了四種精確對刀方法。文后還給出了幾種對刀的示例程序，可能會對大家有所幫助。

         對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。對刀的準(zhǔn)確性決定了零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。華中世紀(jì)星車削系統(tǒng)是武漢華中數(shù)控股份公司近年推出的優(yōu)秀國產(chǎn)數(shù)控車削系統(tǒng)，是2004年首屆全國數(shù)控技能大賽的指定數(shù)控車削系統(tǒng)之一。但遺憾的是，華中公司以往多通過其技術(shù)人員口頭向用戶說明對刀操作，在他們編寫的《操作說明書》中卻沒有提到對刀操作，給用戶學(xué)習(xí)、使用帶來不便。筆者通過實(shí)踐探索，結(jié)合教學(xué)、技能考證培訓(xùn)與加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，將該系統(tǒng)的幾種快速準(zhǔn)確的試切對刀方法予以小結(jié)，供大家參考，希望借此對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的推廣，推動我國數(shù)控技能人才的培訓(xùn)盡一點(diǎn)微薄之力。

一、數(shù)控車試切對刀法的原理及對刀思路

        深入理解數(shù)控車床的對刀原理對于操作者保持清晰的對刀思路、熟練掌握對刀操作以及提出新的對刀方法都具有指導(dǎo)意義。對刀的實(shí)質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標(biāo)系的程序原點(diǎn)在唯一的機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。對刀的主要工作是獲得基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)和確定非基準(zhǔn)刀相對于基準(zhǔn)刀的刀偏置。本文作以下約定來說明試切法對刀的原理與思路：使用華中世紀(jì)星教學(xué)型車削系統(tǒng)HNC-21T（應(yīng)用軟件版本號為5.30）；以工件右端面中心為程序原點(diǎn)，用G92指令設(shè)定工件坐標(biāo)系；直徑編程，程序起點(diǎn)H的工件坐標(biāo)為（100，50）；刀架上裝四把刀：1號刀為90°外圓粗車刀、2號基準(zhǔn)刀為90°外圓精車刀、3號刀為切斷刀、4號刀為60°三角螺紋刀（全文所舉實(shí)例均與此相同）。

       如圖1所示，基準(zhǔn)刀按照“手動試切工件的外圓與端面，分別記錄顯示器（CRT）顯示試切點(diǎn)A的X、Z機(jī)床坐標(biāo)→推出程序原點(diǎn)O的機(jī)床坐標(biāo)→推出程序起點(diǎn)H的機(jī)床坐標(biāo)”的思路對刀。根據(jù)A點(diǎn)與O點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)的關(guān)系：XO= XA－Φd，ZO =ZA，可以推出程序原點(diǎn)O的機(jī)床坐標(biāo)。再根據(jù)H相對于O點(diǎn)的工件坐標(biāo)為(100,50)，最后推出H點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)：XH=100－Φd，ZH= ZA+50。這樣建立的工件坐標(biāo)系是以基準(zhǔn)刀的刀尖位置建立的工件坐標(biāo)系。

圖1 手動試切對刀示意圖

        如圖2所示，由于各刀裝夾在刀架的X、Z方向的伸長和位置不同，當(dāng)非基準(zhǔn)刀轉(zhuǎn)位到加工位置時，刀尖位置B相對于A點(diǎn)就有偏置，原來建立的工件坐標(biāo)系就不再適用了。此外，每把刀具在使用過程中還會出現(xiàn)不同程度的磨損，因此各刀的刀偏置和磨損值需要進(jìn)行補(bǔ)償。獲得各刀刀偏置的基本原理是：各刀均對準(zhǔn)工件上某一基準(zhǔn)點(diǎn)（如圖1的A點(diǎn)或O點(diǎn)），由于CRT顯示的機(jī)床坐標(biāo)不同，因此將非基準(zhǔn)刀在該點(diǎn)處的機(jī)床坐標(biāo)通過人工計算或系統(tǒng)軟件計算減去基準(zhǔn)刀在同樣點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)，就得到了各非基準(zhǔn)刀的刀偏置。

圖2 刀具的偏置和磨損補(bǔ)償

        受多種因素的影響，手動試切對刀法的對刀精度十分有限，將這一階段的對刀稱為粗略對刀。為得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果，如圖3所示，加工前在零件加工余量范圍內(nèi)設(shè)計簡單的自動試切程序，通過“自動試切→測量→誤差補(bǔ)償”的思路，反復(fù)修調(diào)基準(zhǔn)刀的程序起點(diǎn)位置和非基準(zhǔn)刀的刀偏置，使程序加工指令值與實(shí)際測量值的誤差達(dá)到精度要求，將這一階段的對刀稱為精確對刀。由于保證基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)處于精確位置是得到準(zhǔn)確的非基準(zhǔn)刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。

        綜合這兩個階段的對刀，試切法對刀的基本操作流程如下：用基準(zhǔn)刀手動試切得到對刀基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)→人工計算或自動