对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件等。

一般来说，数控加工零件的编程和加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的工件坐标系，工件坐标系一般与零件的工艺基准或设计基准重合，在工件坐标系下进行零件加工程序的编制。

一、数控车床对刀

1、对刀原理

对刀时，应使指刀位点与对刀点重合，所谓刀位点是指刀具的定位基准点，对于车刀来说，其刀位点是刀尖。对刀的目的是确定对刀点，在机床坐标系中的绝对坐标值，测量刀具的刀位偏差值。对刀点找正的准确度直接影响加工精度。在实际加工工件时，使用一把刀具一般不能满足工件的加工要求，通常要使用多把刀具进行加工。在使用多把车刀加工时，在换刀位置不变的情况下，换刀后刀尖点的几何位置将出现差异，这就要求不同的刀具在不同的起始位置开始加工时，都能保证程序正常运行。

为了解决这个问题，机床数控系统配备了刀具几何位置补偿的功能，利用刀具几何位置补偿功能，只要事先把每把刀相对于某一预先选定的基准刀的位置偏差测量出来，输入到数控系统的刀具参数补正栏指定组号里，在加工程序中利用T指令，即可在刀具轨迹中自动补偿刀具位置偏差。刀具位置偏差的测量同样也需通过对刀操作来实现。

生产厂家在制造数控车床，必须建立位置测量、控制、显示的统一基准点，该基准点就是机床坐标系原点，也就是机床机械回零后所处的位置。

数控机床所配置的伺服电机有绝对编码器和相对编码器两种，绝对编码器的开机不用回零，系统断电后记忆机床位置，机床零点由参数设定。相对编码器的开机必须回零，机床零点由机床位置传感器确定。

编程员按工件坐标系中的坐标数据编制的刀具运行轨迹程序，必须在机床坐标系中加工，由于机床原点与工件原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀具的运动轨迹，才能加工出符合零件图纸的工件。这个过程就是对刀，所谓对刀其实质就是测量工件原点与机床原点之间的偏移距离，设置工件原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。

2、对刀方法

对刀的方法有很多种，按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀；按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀；按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。

1 可编程功能


通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程功能分为两类：一类用来实现刀具轨迹控制即各进给轴的运动，如直线/圆弧插补、进给控制、坐标系原点偏置及变换、尺寸单位设定、刀具偏置及补偿等，这一类功能被称为准备功能，以字母G以及两位数字组成，也被称为G代码。另一类功能被称为辅助功能，用来完成程序的执行控制、主轴控制、刀具控制、辅助设备控制等功能。在这些辅助功能中，Tx x用于选刀，Sx x x x用于控制主轴转速。其它功能由以字母M与两位数字组成的M代码来实现。

1.2 准备功能


本机床使用的所有准备功能见表1.1：

表1.1
G代码分组功能
*G00 01 定位（快速移动）
*G01 01 直线插补（进给速度）
G02 01 顺时针圆弧插补
G03 01 逆时针圆弧插补
G04 00 暂停，精确停止
G09 00 精确停止
*G17 02 选择X Y平面
G18 02 选择Z X平面
G19 02 选择Y Z平面
G27 00 返回并检查参考点
G28 00 返回参考点
G29 00 从参考点返回
G30 00 返回第二参考点
*G40 07 取消刀具半径补偿
G41 07 左侧刀具半径补偿
G42 07 右侧刀具半径补偿
G43 08 刀具长度补偿＋
G44 08 刀具长度补偿－
*G49 08 取消刀具长度补偿
G52 00 设置局部坐标系
G53 00 选择机床坐标系
*G54 14 选用1号工件坐标系
G55 14 选用2号工件坐标系

G56 14 选用3号工件坐标系
G57 14 选用4号工件坐标系
G58 14 选用5号工件坐标系
G59 14 选用6号工件坐标系
G60 00 单一方向定位
G61 15 精确停止方式
*G64 15 切削方式
G65 00 宏程序调用
G66 12 模态宏程序调用
*G67 12 模态宏程序调用取消
G73 09 深孔钻削固定循环
G74 09 反螺纹攻丝固定循环
G76 09 精镗固定循环
*G80 09 取消固定循环
G81 09 钻削固定循环
G82 09 钻削固定循环
G83 09 深孔钻削固定循环
G84 09 攻丝固定循环
G85 09 镗削固定循环
G86 09 镗削固定循环
G87 09 反镗固定循环
G88 09 镗削固定循环
G89 09 镗削固定循环
*G90 03 绝对值指令方式
*G91 03 增量值指令方式
G92 00 工件零点设定
*G98 10 固定循环返回初始点
G99 10 固定循环返回R点


从表1.1中我们可以看到，G代码被分为了不同的组，这是由于大多数的G代码是模态的，所谓模态G代码，是指这些G代码不只在当前的程序段中起作用，而且在以后的程序段中一直起作用，直到程序中出现另一个同组的G代码为止，同组的模态G代码控制同一个目标但起不同的作用，它们之间是不相容的。00组的G代码是非模态的，这些G代码只在它们所在的程序段中起作用。标有*号的G代码是上电时的初始状态。对于G01和G00、G90和G91上电时的初始状态由参数决定。
如果程序中出现了未列在上表中的G代码，CNC会显示10号报警。
同一程序段中可以有几个G代码出现，但当两个或两个以上的同组G代码出现时，最后出现的一个（同组的）G代码有效。
在固定循环模态下，任何一个01组的G代码都将使固定循环模态自动取消，成为G80模态。

1.3 辅助功能


本机床用S代码来对主轴转速进行编程，用T代码来进行选刀编程，其它可编程辅助功能由M代码来实现，本机床可供用户使用的M代码列表如下(表1.2)：
表1.2
M代码功 能
M00 程序停止
M01 条件程序停止
M02 程序结束
M03 主轴正转
M04 主轴反转
M05 主轴停止
M06 刀具交换
M08 冷却开
M09 冷却关
M18 主轴定向解除
M19 主轴定向
M29 刚性攻丝
M30 程序结束并返回程序头
M98 调用子程序
M99 子程序结束返回／重复执行

数控编程的主要内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写加工程序、校对程序及首件试切。编程的具体步骤说明如下：
1.分析图样、确定工艺过程

　　在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。根据零件图，可以对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。此外，还应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。


2.计算刀具轨迹的坐标值

　　根据零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。一般数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，对于形状比较简单的平面形零件(如直线和圆弧组成的零件)的轮廓加工，只需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心(或圆弧的半径)、两几何元素的交点或切点的坐标值。如果数控系统无刀具补偿功能，则要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状复杂的零件(如由非圆曲线、曲面组成的零件)，需要用直线段(或圆弧段)逼近实际的曲线或曲面，根据所要求的加工精度计算出其节点的坐标值。
3.编写零件加工程序

　　根据加工路线计算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员可以按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。编写时应注意：第一，程序书写的规范性，应便于表达和交流；第二，在对所用数控机床的性能与指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。


4.将程序输入数控机床

　　将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、存储卡、连接上级计算机的DNC接口及网络等。目前常用的方法是通过键盘直接将加工程序输入(MDI方式)到数控机床程序存储器中或通过计算机与数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序存储器中，由机床操作者根据零件加工需要进行调用。现在一些新型数控机床已经配置大容量存储卡存储加工程序，当作数控机床程序存储器使用，因此数控程序可以事先存入存储卡中。
5.程序校验与首件试切

　　数控程序必须经过校验和试切才能正式加工。在有图形模拟功能的数控机床上，可以进行图形模拟加工，检查刀具轨迹的正确性，对无此功能的数控机床可进行空运行检验。但这些方法只能检验出刀具运动轨迹是否正确，不能查出对刀误差、由于刀具调整不当或因某些计算误差引起的加工误差及零件的加工精度，所以有必要经过零件加工的首件试切的这一重要步骤。当发现有加工误差或不符合图纸要求时，应分析误差产生的原因，以便修改加工程序或采取刀具尺寸补偿等措施，直到加工出合乎图样要求的零件为止。随着数控加工技术的发展，可采用先进的数控加工仿真方法对数控加工程序进行校核。

1. 对切削温度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量；

对切削力的影响：背吃刀量，进给率，切削速度；

对刀具耐用度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量。


2.当背吃刀量增大一倍时，切削力增大一倍；

当进给率增大一倍时，切削力大概增大70%；

当切削速度增大一倍时，切削力逐渐减小；

也就是说，如果用G99，切削速度变大，切削力不会有太大变化。


3.可以根据铁屑排出的情况判断出切削力，切削温度是否在正常范围内。



4.当所量的实际数值X与图纸直径Y之大于0.8时车的凹圆弧时，副偏角52度的车刀（也就是我们常用的刀片为35度的主偏角93度的车刀）所车出的R在起点位置的地方可能会擦刀。


5.铁屑颜色所代表的温度：

白色小于200度

黄色220-240度

暗蓝290度

蓝320-350度

紫黑大于500度

红色大于800度


6.FUNAC OI mtc一般默认G指令：

G69：不太清楚

G21：公制尺寸输入

G25：主轴速度波动检测断开

G80：固定循环取消

G54：坐标系默认

G18：ZX平面选择

G96（G97）：恒线速度控制

G99：每转进给

G40：刀尖补偿取消（G41 G42）

G22：存储行程检测接通

G67：宏程序模态调用取消

G64：不太清楚

G13.1：极坐标插补方式取消


7.外螺纹一般为1.3P，内螺纹为1.08P。


8.螺纹转速S1200/螺距*安全系数（一般为0.8）。




9.手动刀尖R补偿公式：从下往上车倒角：Z=R*（1-tan(a/2)） X=R(1-tan(a/2))*tan(a) 从上往下车倒角将减改成加即可。


10.进给每增加0.05，转速降低50-80转这是因为降低转速就意味着刀具磨损下降，切削力增加的就比较慢，从而弥补由于进给的增加使切削力增大，温度增高而带来的影响。


11.切削速度与切削力对刀具的影响至关重要，切削力过大使刀具崩掉的主要原因。切削速度与切削力的关系：切削速度越快时进给不变，切削力缓慢减小，同时切削速度越快会使刀具磨损的越快，使切削力越来越大，温度也会越来越高，当切削力和内部应力大到刀片承受不了时，便会山崩刀（当然这其中也有温度的变化所产生的应力和硬度的下降等原因）。


12.在数控车加工时，以下几点应特别注意：

（1）对于目前我国的经济数控车床一般采用的是普通三相异步电机通过变频器实现无级变速，如果没有机械减速，往往在低速时主轴输出扭距不足，如果切削负荷过大，容易闷车，不过有的机床上带有齿轮档位很好的解决了这一问题；

（2）尽可能使刀具能完成一个零件或一个工作班次的加工工作，大件精加工尤其要注意中间避免中途换刀确保刀具能一次加工完成；

（3）用数控车车削螺纹时因尽可能采用较高的速度，以实现优质，高效生产；

（4）尽可能使用G96；

（5）高速度加工的基本概念就是使进给超过热传导速度，从而将切削热随铁屑排出使切削热与工件隔离，确保工件不升温或少升温，因此，高速度加工是选取很高的切削速度与高进给相匹配同时选取较小的背吃刀量；

（6）注意刀尖R的补偿。


13.在车槽时经常会产生振动和崩刀，这所有的一切根本原因是切削力变大和刀具刚性不够，刀具伸出长度越短，后角越小，刀片的面积越大刚性越好，就能随越大的切削力，但槽刀的宽度越大所能承受的切削力也会相应的增大，但它的切削力也会增大，相反槽刀小它所能承受的力小，但它的切削力也小。




14.车槽时产生振动的原因：

（1）刀具伸出长度过长，倒致刚性降低；

（2）进给率太慢，倒致单位切削力变大从而引起大幅度振动，公式为：P=F/背吃刀量*f P为单位切削力 F为切削力，另外转速度过快也会振刀；

（3）机床刚性不够，也就是说刀具能承切削力，而机床承受不了，说白了就是机床车不动，一般新床子不会出现这类问题，出现这类问题的床子要么是年代久远，要么是经常遇到机床杀手。


15.在车一个货时，刚开始时发现尺寸都还好，但做了几个小时后发现尺寸发生了变化且尺寸不稳定原因可能是刚开始时由于刀都是新的，所以切削力都不是很大，但车了一段时间后刀具磨损，切削力变大，导致工件在卡盘上移位了，所以尺寸老跑且不稳定。


16.在用G71时，P和Q的值不能超过整个程序的序列数否则会出现报警：G71-G73指令格式不正确，至少在FUANC中是这样。


17.在FANUC系统中的子程序有两种格式：

（1）P000 0000前三位指循环次数，后四位为程序号；

（2）P0000L000前四位为程序号，L后面三位为循环次数。


18.圆弧起点不变，终点Z方向偏移a个mm，则圆弧底径位置偏移a/2。


19.在打深孔的时候钻头不磨切削槽以方便钻头排屑。


20.如果是用做的工装用刀架打眼，可以转动钻头，可以改变打出的孔径。


21.在打不锈钢中心眼，或者打不锈钢眼的时候钻头或者中心钻中心必须要小，不然打不动，在用钴钻打眼时不磨槽以免在打眼过程中钻头退火。


22. 根据工艺下料一般分三种：一个料一下，两个货一下，整个棒料一下。


23.在车螺纹时出现椭圆时可能是料出现松动，用牙刀多理几刀就行了。


24.在一些可以输入宏程序的系统中可以用宏程充代替子程序循环，这样可以省下程序号，也可以避免很多麻烦。


25.如果用钻头进行扩孔，但孔的跳动很大，这时可以用平底钻进行扩孔，但麻花钻必须短以增加钢性。


26.在钻床上如果直接用钻头打孔，孔径可以会出现偏差，但如果在钻床进行扩孔尺寸一般不会跑，比如用10MM的钻头在钻床上进行扩孔，则扩出来的孔径一般都在3丝公差左右。




27.在车小孔（通孔）的时候尽量使屑子连续不断的卷屑然后从尾部排出，卷屑要点：一，刀的位置要适当放高，二，适当的刃倾角，吃刀量以及进给量，切记刀不能太低否则容易断屑，如果刀的副偏角大的话即使断屑也不会卡刀杆，如果副偏角太小，则断屑后屑子会卡住刀杆容易出危险。


28.刀杆在孔中的横截面越大越不容易振刀，还有可以在刀杆上可以系上强力橡皮筋，因为强力橡皮筋可以起一定的吸附振动的作用。


29.在车铜孔时，刀的刀尖R可以适当大点（R0.4-R0.8），尤其是在车下锥度的时候，铁件可能没什么，铜件会很卡屑.