數(shù)控加工過程中的換刀方法探究

林靜財，龔蘭海，付恒，肖恒

（成都宏明雙新科技股份有限公司，四川成都610091）

1 引言

在數(shù)控加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)刀具磨損的情況，如果不及時處理，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。但由于加工時間過長，如果更換刀具后重新啟動程序，不僅浪費時間和人力成本，同時也影響整個制造周期，使生產(chǎn)進度延后。本文介紹幾種加工過程中的換刀方法，以供大家探究。

2 數(shù)控加工過程中的換刀方法

2.1 程序復(fù)位后更換刀具

重新啟動程序特點：對操作人員專業(yè)要求低，操作人員只需掌握數(shù)控刀具對刀方法即可。方法比較穩(wěn)健，不易出錯。如果工件加工時間過久，會造成巨大的時間成本和設(shè)備成本浪費。此方法可根據(jù)已加工時間長短來決定是否采用此項方法。

刀具更換方法：程序復(fù)位后，更換數(shù)控刀具并重新計算刀具長度補償后，并輸入機床，重新啟動銑削程序，此方法一般使用于程序剛剛開始啟動或啟動時間不長的情況。如果工件加工時間過久，機床持續(xù)采用走空刀的情況，浪費時間成本及設(shè)備成本。

2.2 使用記事本刪改程序

記事本刪改程序特點：此方法對操作人員專業(yè)要求較高，需對機床運動軌跡及程序編制有很深刻認識才能正確更改程序，如果對機床運動軌跡及程序編制沒有較深刻認識人員更改程序，容易出現(xiàn)下刀位置不正確、撞機、漏加工、重復(fù)加工、工件過切等情況產(chǎn)生。但機床運行時間不會造成浪費。

刀具更換方法：操作者在停機時，記住數(shù)控程序加工程序段行號（見圖1）。程序復(fù)位后，更換數(shù)控刀具并重新計算刀具長度補償，并輸入機床。使用記事本直接打開NC程序，刪除已經(jīng)執(zhí)行程序（見圖2）后保存NC程序。程序采用下刀后延續(xù)原程序加工終止處繼續(xù)加工。

圖1 加工程序段行號

圖2 NC程序

2.3 使用輔助軟件刪改程序

隨著制造業(yè)對加數(shù)控加工機床的需求越來越大，精度越來越高。目前數(shù)控加工機床加工已經(jīng)是世界上應(yīng)用最廣泛的制造機床之一，從而針對數(shù)控加工操作者簡單易用的數(shù)控程序模擬軟件也逐漸進入加工制造業(yè)的視野（如Cimco Edit、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)等）。為操作人員提供了一整套非常完整全面的數(shù)控仿真解決方案，支持數(shù)控編輯、刀路軌跡三維模擬等功能。

使用輔助軟件刪改程序特點：此方法對操作人員專業(yè)要求一般，只需會使用數(shù)控程序模擬軟件即可。修改數(shù)控程序后使用實體仿真功能，可以形象、直觀、高效地發(fā)現(xiàn)干涉、過切等程序的錯誤隱患。

刀具更換方法：以Cimco Edit為例，操作者在停機復(fù)位程序后。

（1）使用Cimco Edit打開數(shù)控加工程序。

（2）開啟程序仿真（見圖3），開啟后程序仿真后仿真窗口出現(xiàn)三維模擬刀軌跡。

圖3 開啟程序仿真

（3）使用鼠標左鍵雙擊擊原程序終止處三維刀軌，軟件窗口左側(cè)程序區(qū)會自動跳轉(zhuǎn)至刀軌相應(yīng)程序行（見圖4）。

圖4 刀軌相應(yīng)程序行

（4）刪除程序區(qū)已加工程序。

（5）使用程序仿真檢查刪改后程序是否正確，出現(xiàn)下刀位置不正確、撞機、漏加工、重復(fù)加工、工件過切等情況（見圖5）。

圖5 檢查刪除后程序正確性

（6）確認程序正確后，將程序輸入數(shù)控機床繼續(xù)加工。

2.4 使用機床單段執(zhí)行功能換刀

使用機床單段執(zhí)行功能換刀特點：此方法對操作人員專業(yè)要求低，不用刪改程序，更換數(shù)控刀具后按原程序繼續(xù)加工，出錯率低。

大部分數(shù)控機床都自帶在單段執(zhí)行功能，只是很多操作人員沒有仔細研究使用過。操作人員在加工過程中按下鍵，鍵按下后程序運行時數(shù)控機床只運行一條加工指令后停止加工。在機床停止加工后進行更換數(shù)控刀具。經(jīng)試驗此方法在法蘭克和三菱的數(shù)控銑床與加工中心均適用。

刀具更換方法：

（2）將操作面板運動模式更改為寸動或手輪驅(qū)動，因操作面板不同圖中將常見兩種操作面板均在圖中表示（見圖6）。

圖6 抬刀兩種操作面板

（3）關(guān)閉主軸（如不講運動模式更改為寸動或手輪驅(qū)動，主軸將無法關(guān)閉）。

（4）使用輔助坐標系（相對坐標），將坐標位置X、Y、Z軸位置全部重置歸零（作用：在重新對刀計算刀具補償后，能正確復(fù)歸零點）。

（5）重新對刀，計算刀具長度補償，并輸入機床。

（6）開啟主軸。

（7）將操作面板運動模式更改為自動。

（8）啟動程序，程序繼續(xù)加工。

3 結(jié)束語

在數(shù)控加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)刀具磨損的情況產(chǎn)生，如果不及時處理不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。但由于加工程序時間過長，如果更換刀具后重新啟動程序，不僅浪費時間和人力成本，同時也影響整個制造周期，使生產(chǎn)進度延后。因此在生產(chǎn)過程中能快速準確的更換磨損刀具，繼續(xù)生產(chǎn)制造對縮短生產(chǎn)周期、加快生產(chǎn)進度有著重大的意義。

本文中列舉了及中加工過程中換刀的方法，為制造企業(yè)的數(shù)控加工提供一定的借鑒基礎(chǔ)，制造企業(yè)結(jié)合自身現(xiàn)場實際加工情況、人員技能水平、軟硬件配備情況等，正確選擇適合各個的方式方法，能有效提升零件的加工質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期。