1、数控实训中常见车床撞刀的原因及防止办法数控车床在加工圆锥面、球面、螺纹及复杂的回转面等方面，具有高速、高效、高精度和低劳动强度的特点 1，在机械制造业中被广泛应用，企业对数控车床操作人才的需求日益加大 2。高职高专院校纷纷购买了大量的数控车设备，提高数控车实训的教学质量，培养具有符合企业需要的高素质技能型人才。目前，在数控车实训教学中，由于学生编程、操作等原因，使刀具与工件及卡盘常发生碰撞，造成刀具的大量损坏，甚至危及操作者的人身安全。数控车实训过程中使用的刀具大多是机夹刀具，价格比较昂贵，刀具的损坏带来了比较大的经济损失。同时，撞刀事故也给初学者在实训过程中带来心理阴影，会让学生在后续的数控
2、车操作上变得缩手缩脚，影响数控实训的教学质量。本文就数控实训中数控车床操作过程中经常发生撞刀的原因进行总结，并提出相应的解决措施，以减少撞刀事故的发生率。1 编程不当，产生撞刀1.1 车削孔时的进、退刀内孔车刀加工孔时，进刀方式应为单坐标方式 3，如图 1（a）所示工件中，若直接X、Z 轴联动快速移动刀具至目标点（G00 X Z），刀具势必会如实线所示那样与工件发生碰撞；为防止刀具与工件发生碰撞必须单坐标分步使刀具移动至目标点，在编程时应该使刀具先走 Z 方向（留 2mm 安全余量），然后走 X 方向定刀，再走 Z 方向切削加工孔，如虚线所示，这就有效避免了刀具与工件之间的碰撞。内孔车刀加工孔
3、时，退刀方式应为单坐标方式，如图 1（b）所示工件中，若直接X、Z 轴联动快速移动刀具退至目标点（G00 X Z），刀具势必会如实线所示那样与工件发生碰撞；为防止刀具与工件发生碰撞必须单坐标分步使刀具移动至目标点，在编程时应该使刀具先走 X 方向（退出 13mm），然后走 Z 方向时刀具从孔里退出来，再走 X 方向使刀具移动至目标点，如虚线所示，避免了刀具与工件的碰撞。图 11.2 车削槽时的进、退刀切槽刀加工槽时，进刀方式应为单坐标方式，如图 2（a）所示工件中，若直接 X、Z轴联动快速移动刀具至目标点（G00 X Z），刀具势必会如实线所示那样与工件端面发生碰撞；为防止刀具与工件发生碰撞应
4、单坐标分步使刀具移动至目标点，在编程时应该使刀具先走 Z 方向，然后走 X 方向定刀（留 2mm 安全余量），再走 X 方向切削加工槽，如虚线所示，这就有效避免了刀具与工件之间的碰撞。切槽刀加工槽时，退刀方式也应为单坐标方式，如图 2（b）所示工件中，加工完槽若直接 X、Z 轴联动快速移动刀具至目标点（G00 X Z），刀具势必会如实线所示那样与工件端面发生碰撞；为防止刀具与工件发生碰撞应单坐标分步使刀具移动至目标点，在编程时应该使刀具先走 X 方向退出，然后再走 Z 方向退至目标点，如虚线所示，能有效避免刀具与工件的碰撞。图 21.3 起刀点与换刀点起刀点是刀具以切削进给速度开始车削加工的加
5、工起点（或循环起点）。起刀点设置在所加工毛坯外面，在 X、Z 两个方向离工件应有一定距离，如图 3(a)所示。起刀点分别表示在 X、Z 两个方向离工件的距离一般取 13mm，起刀点离工件太远增大 G01 进给的空行程，降低加工效率；起刀点离工件太近会增加撞刀隐患。换刀点是指刀架转动换刀时的位置，设在工件及夹具的外部，换刀点离工件的距离以换刀时不与工件及其他部件发送碰撞为准，并力求换刀移动路线最短，换刀点的设置距离工件太远，将延长 G00 的移动时间，降低加工效率，如图 3（b）所示。编程时换刀要特别注意留给镗孔刀足够的空间，因镗孔刀刀柄伸出较长，如换刀空间不够，就会造成换刀时刀具与卡盘或工具碰
6、撞。另外，如因工具较长有后顶尖支撑，在确定换刀点位置时，还必须确定刀架向尾座方向移动时的极限位置，避免换刀时刀架与尾座发生碰撞造成刀具损坏。图 32 对刀不当，产生撞刀2.1 手轮进给倍率数控车床对刀方式常用的有试切法和对刀仪自动对刀法，试切法对刀是学生在数控车床实训中普遍采用最多的一种对刀方法。学生在对刀之前，通常要在换到点位置换到所需对刀的车刀，车刀通过刀架旋转到位，这时车刀到被车削加工工件的距离较远，学生就会用手轮 0.1 方式将刀具快速靠近工件，然后用手轮 0.01 方式继续靠近工件，用 0.001 方式切削工件。但是，学生在操作过程中往往忘记手轮进给倍率快慢的改变，很多初学者在对刀时
7、用手轮 0.1 方式将刀具快速靠近工件，继续用手轮 0.1 方式靠近工件和切削工件，车刀以较大的进给速度与工件接触，造成车刀与工件发生碰撞。初学者在上数控车床操作之前，首先在机房内利用数控仿真软件进行大量的对刀练习，熟练对刀步骤和操作要领。其次，在数控车床上进行对刀操作时，安排同小组的成员在傍边进行辅助，对操作不正确的学生进行及时指正，避免车刀与工件发生碰撞。2.2 数据输入学生在数控车床对刀操作时，经常发生数据输入位置不对或数据输入不对。比如，学生在对刀试切外圆后，X 轴不动，刀具沿+Z 原进给速度退出，退出后按下停止按钮停车，用外径千分尺量得试切部分的外圆直径，进入刀具偏置寄存器的形状补偿
8、，把测得的数据输入到相对应的刀补号中，在数据输入过程中，学生往往把数据输入错误。另外，学生把测得数据输入到刀具偏置寄存器的形状补偿中错误的刀补号中，还有学生把测得数据没有正确输入在显示刀具几何形状补偿界面里。由于对刀数据不正确，造成不能够获得正确的工件坐标系，在运行数控车床切削加工工件时就会造成车刀与工件或机床发生碰撞。学生在对刀结束后，应该对每一把对过的车刀进行检验。检验方法是：首先按下 POS键，显示出刀具当前的位置坐标，分别摇动手轮到 X0 和 Z0，观察刀具与工件之间的误差是否超差。如果对刀的 X 数据不正确，当摇动手轮移动到位置坐标 X 轴显示为零时，刀具的刀尖就不在工件端面的中心处
9、。3 操作不当，产生撞刀3.1 刀具补偿值设定错误学生操作数控车床加工工件时，对刀误差或刀具磨损会影响工件尺寸精度，所以要对刀具进行补偿，刀具补偿应注意补偿方向及补偿量大小。要定期检查刀具补偿值是否正确。在输入刀具补偿值时，如将“+”号输出“-”号，“X0.08”输成“X8”，就可能会出现执行程序后刀具直接冲向工件或卡盘，造成工件报废，刀具损坏，卡盘撞毁等事故。针对这种撞刀情况，学生可以在仿真软件上进行练习，熟练掌握在输入刀具补偿值时，“+”号和“-”号之间的区别。此外，初学者在操作时如出现不确定的情况要及时询问实训指导教师，要得到实训指导教师的确认后方可继续操作机床。3.2 加工过程中误停车
10、数控车床执行程序正常加工过程中，由于操作者误操作使程序停下来，如果操作者按“RESET”复位后，立即进行循环启动，此时容易造成刀具与工件发生碰撞。因为运行的默认值与程序的设定值发生变化，按“RESET”复位，则把数控系统复位到初始状态，清除了保存在 DRAM 内的预读程序信息，会改变刀具移动指令及主轴转速。在自动运行程序过程中，如出现误停车导致程序停止运行，此时将模式改为编辑方式，按“RESET”复位程序，再重新运行程序。4 结束语学生在数控车床操作过程中发生撞刀的原因很多，除上述原因外还有其他情况，这里就不再逐一赘述。为了有效地防止撞刀发生，学生在数控车床操作时，要求学生做到加工程序编制正确，加工工艺安排合理，操作规范，就能减少和防止撞刀事故的发生，确保数控车床实训的教学质量。
