數控車床刀具安裝的常見問題與對策
2017-2-9 來源：東北大學工程訓練中心 作者：劉悅．張立君
摘要：針對數控車床加工過程中．由于刀具安裝不當出現的各類質量問題，分析原因，整理歸納，最后提出了詳細的解決方法，并自行設計制作了實用對刀儀，使加工操作更加方便、刀具耐用，產品質量穩定。
關鍵詞：數控車床；刀具；安裝；加工質量；車刀
與普通機床相比，數控機床的加工效率高，質量控制穩定。但在實際加工過程中，仍然存在加工精度超差、工件質量不合格等問題，這些問題與機床的制造精度、加工工藝、工件的安裝方法、編程質量等因素有關。除上述因素外，工件的加工質量還與刀具的安裝有關。
1.刀具安裝常見問題及原因
與刀具安裝有關的問題主要有：刀具安裝位置不當、刀具安裝不牢固、刀尖與工件軸線不等高。導致問題及產生原因分別見表1—3。
表1 刀具安裝位置不當導致的問題
表3刀尖與工件軸線不等高導致的問題
2.解決方法及適用條件
針對上述刀具安裝時產生的問題，安裝刀具時應該根據實際加工情況，分析產生原因，選擇正確的安裝方法。
2．1 車刀安裝位置不當及不牢固時解決方法
(1)一般情況下，車刀刀尖應與車刀工件軸線等高，粗加工和車削大直徑工件時，刀尖適當略高于工件軸線：精加工時刀尖適當略低于工件軸線，但在精加工圓錐、圓弧輪廓時，車刀刀尖應嚴格與車刀工件軸線等高：
(2)車削細長軸時，在有跟刀架或中心架支撐時，為了使刀尖頂緊工件，刀具適當向右偏移安裝，形成略小于900的主偏角。以產生一定的徑向力，使細長軸壓緊在跟刀架的支柱上，避免軸跳動；在沒有使用車刀刀桿跟刀架或中心架支撐時，刀具適當向左安裝，以形成略大于于900的主偏角，以使徑向切削力盡量小：
(3)車刀的探出長度不宜太長，以防止因剛度差引起切削振動，從而帶來諸如：工件表面粗糙、振動、扎刀、打刀等一系列問題。一般，車刀的探出長度不超出刀桿高度的1．5倍，在其他刀具或刀架不與頂尖、尾座或工件碰撞或干涉時，刀具的裝夾盡量探出最短為好，如果在切削位置刀具探出長度盡量短時，導致其他刀具或刀架與頂尖、尾座中心架發生干涉時，可以調換安裝位置或順序；
(4)刀桿的底部要平整。使用墊片時，墊片要平整。墊片的前端應對齊，墊片數量一般不超過z片：
(5)車刀安裝要牢固。一般使用2個螺釘交替擰緊固定，緊固后再次檢測刀尖與工件軸線的高低；
(6)使用機夾可轉位刀具時，刀片和墊片要擦拭干凈，使用螺釘固定刀片時，擰緊的力要適宜；
(7)車削螺紋時，螺紋刀尖角的中分線應該與工件軸線嚴格垂直。可以使用螺紋對刀板和萬能角度尺完成對刀。
2．2保證刀尖是否與工件軸線等高的問題
(I)何時需考慮刀尖是否與工件軸線等高的問題
使用焊接式車刀時。必須要考慮刀尖是否與工件軸線等高的問題，如果條件允許，最好選擇機夾可轉位車刀，不僅刀片的耐用度顯著提高，使加工質量穩定，刀具磨損后，減少重新對刀時間，并且由于刀桿的制造精度高，刀片安裝位置準確，刀尖與刀桿底部的位置固定，使刀具安裝后，刀尖與工件軸線等高，減少甚至避免了調整刀尖高度的時間。但在機床上長時間使用后．由于導軌磨損下沉，導致刀架高度降低，使刀尖低于工件軸線，在安裝機夾可轉位刀具時也需要考慮刀尖是否與工件軸線等高。
(2)檢測車刀刀尖與工件軸線等高的方法
最簡單的方法是采用目測法，但是，受目測角度和光線等因素影響．往往不準確，通常只適用于粗加工大直徑的工件上。在其他加工情況下，需要使用合適的檢測方法。常見的檢測方法見表4。
表4常用的檢測車刀刀尖與工件軸線等高的方法
圖2定位板的結構及使用示意圖
(3)自制對刀儀和對刀板的使用說明
需要指出的是：使用圖1所示的高度對刀儀。應該事先通過試切等方法，將一把刀的刀尖精確調整到與主軸軸線等高，然后分別將對刀儀安放在機床的內側水平縱向導軌面和中滑板導軌面上，使對刀板的下面與刀尖等高后，再分別調整墊圈的厚度。鎖緊螺母后，即可作為今后安裝刀具使用。該對刀儀可以根據不同類型的刀具，將其安放在不同高度的平面上：可以針對不同的機床，通過調整墊圈，調整對刀板的高度，靈活使用對刀板A或B面檢測刀尖高度，使用范圍廣。
圖2所示的多功能定位(高度、長度)板不僅可以檢測刀尖高度，還可以檢測刀桿探出長度。也應將一把刀的刀尖精確調整到與主軸軸線等高．準確測量刀尖與刀架頂面的距離，再進行對刀板的加工，以保證精度。該對刀板對刀過程簡單準確。但是只適合1臺機床。
3.結束語
數控車削時，刀具的選擇和安裝正確與否，對加工質量和延長刀具使用壽命的影響十分顯著。操作者應該重視刀具的安裝問題，并根據現場的實際情況，采用合理的方法快速、正確地安裝好刀具，以保證切削的順利進行和穩定地控制工件加工質量。
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