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     摘要：對刀方法在數(shù)控車削加工工作中發(fā)揮著重要作用，操作人員需要根據(jù)零部件特點選擇適宜的對刀方法，通過適宜的對刀方法確定工件坐標系，確保刀具刀尖的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，進而提高數(shù)控車削加工質(zhì)量與效率。基于此，文章簡要概述了數(shù)控車削加工工藝中的實用對刀方法及基本原理，并就數(shù)控車削加工工藝常用的試切法、對刀儀法及 ATC 對刀法等實用方法進行了概述分析，以期為數(shù)控車削加工工作的順利開展夯實基礎(chǔ)。

     利用數(shù)控車削加工工藝制作零部件時，需要針對零部件特點及類別選擇適宜的對刀方法，以此確保車削加工工藝中的刀具刀尖朝向一致。為了提高數(shù)控車削加工工序精準性，需要確保刀具刀尖運行軌跡嚴格依照坐標程序執(zhí)行。這里提到的坐標程序需要依照零部件尺寸確定橫縱坐標系，用于明確工件、機床二者位置的分析方法指的就是對刀方法。對刀操作對于數(shù)控車削加工工藝而言是確定坐標體系的主要步驟之一，也是確保數(shù)控編程系統(tǒng)與數(shù)控原點保持一致性的重要操作。在進行對刀操作工藝的時候，操作者需要將對刀指令傳輸至數(shù)控車床，以此確保數(shù)控車削操作嚴格依照編制程序執(zhí)行。對刀作為數(shù)控車削加工工藝的重要實用技能，對刀方式的精準與否直接關(guān)乎著零部件加工

     對刀方法就是測量計算程序與數(shù)控機床間的原點距離，結(jié)合實際情況設(shè)置好程序原點后，調(diào)控刀具刀尖沿著設(shè)定坐標系依照程序流程作業(yè)。簡言之，就是在明確刀具刀尖起始坐標的前提下依照零部件尺寸特點搭建零部件坐標系、設(shè)定位置補償量，以此明確制作零部件與數(shù)控機床間的相對關(guān)系。在利用對刀方法進行數(shù)控車削加工工藝時，需要依照零部件加工原點設(shè)定坐標系，隨后綜合考量刀具尺寸對于數(shù)控車削加工的諸多影響，以此為基礎(chǔ)錄入刀具補償量，提高數(shù)控車削加工工藝質(zhì)量。

     在利用數(shù)控車削工藝進行零部件批量生產(chǎn)制造時需要將數(shù)控編程與車床加工分開管理，因此在進行程序編訂時需要依照設(shè)計圖紙確定坐標系及程序原點。我國數(shù)控車削工藝使用的數(shù)控刀架多為四工位結(jié)構(gòu)，部分車床使用六工位及轉(zhuǎn)塔式刀架，雖然使用刀架類別不同，但是其基本工作原理大同小異，現(xiàn)以四工位刀架為例就其數(shù)控車削對刀原理進行分析探究。操作人員首先需要將四把刀具安裝到對應刀架上，由于四把刀具位于不同位置且存在一定偏差，此時就需要選定一把刀作為基準，以此為基礎(chǔ)將相關(guān)參數(shù)輸入其中并進行程序編制，待參數(shù)輸入完畢后程序會自動對剩余三把刀具讀取刀補值，并完成對刀處理。

     通過與基準刀的碰觸，明確偏差位移，并將測得數(shù)據(jù)錄入中控系統(tǒng)，在進行數(shù)控車削加工工作時，編制程序會自動對每把刀具的偏移差進行補植處理。對刀操作工藝就其實質(zhì)而言就是根據(jù)零部件特點設(shè)定數(shù)控車削體系、編制數(shù)控車削程序，并借助常用的 G92、G59、G54、G50等代碼實現(xiàn)精準對刀處理。對刀方法基本工作原理如圖 1 所示。由圖 1 可知，設(shè)定的程序原點通常情況下需要與零部件設(shè)計基準處于同一位置，編程人員需要依照坐標系上標定的坐標數(shù)據(jù)調(diào)控編制刀尖走向。位于初始原點的刀尖與程序設(shè)定原點間存在X 向及 Z 向的偏移，由此導致刀尖在執(zhí)行程序指令時也會存在類似偏移情況，此時就需要計算測定這一偏移距離，并通過數(shù)控技術(shù)調(diào)整規(guī)范刀尖運行軌跡。

     不同類別的數(shù)控機床對應的對刀方法存在較大差異，基本對刀流程及操作技巧也存在一定偏差。一般情況下，數(shù)控對刀操作主要分為機外對刀、機內(nèi)對刀這兩大類，其中機內(nèi)對刀在數(shù)控車削加工工藝中最為常見。下面就數(shù)控車削加工工藝中常見的實用對刀方法及操作技巧進行簡單概述與分析。

     試切法在數(shù)控車削加工工藝中的應用最為廣泛，采用試切法進行對刀測定時無須其他輔助工具，只需要確保零部件緊密安裝到卡盤中即可。零部件安裝完畢后，機床與工件在坐標系中沒有位于同一位置，為了后續(xù)編程計量工作的順利進行，編程人員需要綜合考慮多方因素，在此基礎(chǔ)上設(shè)置建立工件坐標系，劃定刀具運行范圍，以確保對刀操作精準無誤，也將刀具走向劃分到合理范圍內(nèi)，以免影響零部件的數(shù)控車削質(zhì)量。刀具刀尖準確放置在起刀點后，數(shù)控機床自動回歸到原始位點，操作人員將綠色指示燈開啟后，系統(tǒng)進入開啟狀態(tài)；在操作界面下的 MDI 模式中確定基準刀具，通過切換機床畫面的方式對其他刀具的補償值分別進行設(shè)定；在進行手動對刀操作時需要確保對刀方向維持不變，及時記錄 X 軸坐標，并將測量獲得的零部件孔徑及外部直徑輸入到數(shù)控機床編程系統(tǒng)中；以同樣方式對平斷面進行試切處理，并確保退刀過程的平穩(wěn)性，盡量避免出現(xiàn)位置偏移情況，將獲得的補償值轉(zhuǎn)換為 Z 軸坐標并錄入系統(tǒng)中。剩余刀具的對刀補償與前面所述的方法基本一致，只需加工處理零部件端面即可，無須再進行切削處理。為了提高試切對刀操作工藝準確性，操作人員還需仔細確認刀具半徑、輸入對應補償數(shù)值，并將處于不同假想位置的補償數(shù)值錄入數(shù)控編程系統(tǒng)中。

     對刀儀法隸屬于機外對刀范疇，操作人員需要整合分析刀尖假想位置、刀具與兩軸間距，并利用對刀儀在數(shù)控機床上完成刀具校對工作，隨后才能進入后續(xù)的裝機使用操作。對刀儀主要由精度較高的測頭、信號傳輸模塊及兼具硬性、耐磨性的對刀探針這三大核心部件組成。對刀探針直接與刀具接觸，在繞性支撐桿的作用下能夠?qū)⑵渑c刀具的作用力傳輸?shù)礁呔珳y頭；信號傳輸模塊能夠自動接收來自高精測頭的通（斷）指令，將識別、獲取的刀具參數(shù)及補償信息傳輸給數(shù)控系統(tǒng)。在利用對刀儀進行對刀控制工作時需要搭建工具臺，安裝刀具臺，并確保刀具臺與刀架尺寸一致，以提高對刀工藝精準性。具體操作流程如下：首先將刀具固定在刀具臺上，順次搖動 X 向、Z 向手柄，確保放大鏡能夠在這兩個方向上平穩(wěn)移動到與刀尖向重合的位置；隨后利用微型讀數(shù)儀采集對應數(shù)據(jù)，以準確獲得刀具長度信息；最后操作人員需要將刀座一并裝入數(shù)控機床上，并將獲得的刀具長度及補償數(shù)值輸入數(shù)控程序，以便后續(xù)的數(shù)控車削工藝得以順暢進行。

    操作人員在利用對刀儀進行對刀處理時不會使用到數(shù)控機床，因此不會影響數(shù)控車削工作的正常進行。調(diào)查顯示，利用數(shù)控車削加工零部件的時間，約有 55% 的占比為純機動時間，剩余的 45% 則是對刀、裝夾等工具的輔助時間，由此可見對刀儀的優(yōu)越性。綜上可知，對刀儀法相較于其他對刀方法而言具有較高的工作效率，但是由于刀具、刀座需要配合使用，因此需要準備兩份一樣的刀具與刀座，相對而言成本會有所增加。就我國數(shù)控車削加工企業(yè)而言，為了節(jié)省前期生產(chǎn)制造成本，在進行數(shù)控車削對刀操作時往往會忽略這一對刀方法，因此這一方法常出現(xiàn)在研究機構(gòu)中。

     ATC 對刀法（Automatically Tool Calculated）又被稱為光學對刀法，隸屬于機內(nèi)對刀法范疇，主要利用顯微鏡技術(shù)對刀具長度、刀尖位置、圓弧直徑、主（幅）偏角進行測定分析。一般情況下，操作人員需將顯微鏡及刀架拆卸下來，只有進行對刀操作時才需要將它們重新安裝到主軸箱上。操作人員需要將刀尖放置在顯微鏡合理檢測范圍內(nèi)，并通過手動移動的方式調(diào)整刀架位置，以確保假想刀尖與顯微鏡中心相重合，此時點擊分析按鈕獲得刀具在X 軸及 Z 軸的長度，計算獲得刀具補償值。具體操作流程：操作人員依照測定規(guī)范安裝好基準刀及顯微鏡，確保刀具處于基準點位置，手動調(diào)節(jié)刀架、轉(zhuǎn)動刀位，預留出安裝鏜孔刀具的位置；根據(jù)鏜孔刀具外形特點確定安裝位置、設(shè)定對刀程序，緩慢移動刀架到對刀位置后點擊暫停按鈕，并完成鏜刀安裝工作；待鏜刀刀尖與中心位點重合時點擊對刀按鈕，對刀結(jié)束后確保刀架歸位才能在對其余的刀具進行對刀處理。

    ATC對刀法相較于其他對刀法而言表現(xiàn)出較高的品質(zhì)、較高的精度，且刀具之間不會相互接觸，因此常被用于螺紋、仿形等特殊角度刀具的對刀處理，且不會對刀具刀尖造成不良影響。但是該對刀方法價格成本更高，需要操作人員妥善保管顯微鏡等測量工具；操作工序較為復雜，每次對刀操作前需要裝卸顯微鏡模塊，極易因安裝誤差影響數(shù)控車削對刀工藝精準性。除此之外，操作人員在進行零部件加工時需要將偏移量準確錄入數(shù)控程序中，一旦出現(xiàn)錄入錯誤也會影響對刀操作準確性、穩(wěn)定性。

     為了進一步提高對刀操作工序的工作效率與質(zhì)量，研究人員成功將計算機數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control,CNC）應用到了數(shù)控車削對刀工序上。CNC 系統(tǒng)中的存儲器涵蓋了多個智能程序，能夠通過接口電路及伺服驅(qū)動裝置與特定計算機網(wǎng)絡(luò)相連，并通過對操作人員輸入的加工程序進行數(shù)據(jù)處理及插補運算，計算獲得最佳運動軌跡，并將相關(guān)新型傳輸?shù)綀?zhí)行模塊，以此控制數(shù)控車床加工生產(chǎn)出特定的零部件。數(shù)據(jù)機床在這一智能系統(tǒng)的支持下能夠自動對 X 軸、Z 軸長度進行測定分析，并通過后臺系統(tǒng)計算出刀具補償值，不會因后臺計算而導致數(shù)控車削工序出現(xiàn)停頓問題，由此進一步保證了數(shù)控車削質(zhì)量與效率。自動對刀裝置涵蓋了硬件系統(tǒng)及軟件程序兩大模塊，常由 CNC 制造廠家負責刀尖檢測程序的安裝與調(diào)試。為了確保對刀操作精準性，至少需要連續(xù)進行兩次對刀操作工序，兩次的刀檢差值只有在 2um 的合理范圍內(nèi)才可進行后續(xù)的數(shù)控車削操作。全自動對刀法相較于其他對刀操作而言精準性更高、操作更為簡便，因此已然成為新興對刀方法，并在多個數(shù)控車削機床上得到了廣泛應用。

     數(shù)控車削加工工藝涉及到多個類別的刀具，由于刀具尺寸、規(guī)格不同，需要根據(jù)實際情況選擇適宜的對刀方法，并在此基礎(chǔ)上調(diào)試好數(shù)控程序，保證對刀參數(shù)及補償數(shù)值的精準性。操作人員在進行數(shù)控車削對刀工藝時需要調(diào)試好刀具安裝位置、準確錄入補償參數(shù)，以加工制造出符合規(guī)定標準的零部件，進而提高數(shù)控車削加工的工作效率與質(zhì)量。