数控加工中心撞刀的原因及防止办法

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，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1～3mm），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。

1.2 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2ram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。

1.3 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1— 3mm，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。

2、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 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，进人刀具偏置寄存器的形状补偿，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。

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。在输人刀具补偿值时，如将“+”号输出“一”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“一”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

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。