刘一波
(辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110023)
摘要：阐述了长方体、圆柱体两种常见形体的装夹方法，同时也对两种形体的对刀方法进行了详细的介绍，能为学生在实训过程中提供很好的帮助，有效地提高了学生的实训效果。
关键词：工件装夹；对刀方法；数控铣床
工件装夹是利用夹具将工件与机床连接，工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将极大地影响工件的加工质量和生产效率。在数控铣床实训过程中，工件的装夹以及对刀操作是学生必须掌握的内容之一，同时也是重点实训内容。工件在铣削加工前要装夹合理且牢固，防止在切削过程中工件产生振动，造成设备和人身事故的发生。数控铣床在完成工件合理装夹后，通过对刀方式来确定工件原点的位置，建立正确的工件坐标系。
图1为长方体工件。首先我们应根据图纸要求来确定零件的编程坐标原点位置。该长方体编程原点O设在上表面中心处，坐标系中X方向为该工件的长度，Y方向为该工件的宽度，Z方向为高度方向。具体装夹步骤如下：
(1) 机床工作台擦拭干净后将平口钳安装到工作台上。
(2) 把长方体工件装夹在平口钳上，将等高垫铁放置在工件底面，X轴方向与工件长度方向基本一致，并使长方体工件加工部位的最低处高出钳口上表面，避免刀具在加工时与钳口发生碰撞。
(3) 将工件夹紧。
(4) X轴与工件长度方向通过打表平行后将平口钳锁紧在机床工作台。
(5) 根据零件要求还需要将Y轴与工件宽度方向进行打表，确定是否符合要求。
(6) 按要求还需要检查工件上表面与工作台是否平行。
对刀环节是学生实训过程中的重要内容之一，对刀前应根据零件图纸要求确定工件原点位置，然后再进行对刀操作，完成工件坐标系的建立过程。
2.1 X、Y轴方向对刀方法
2.1.1 基准边对刀
图2为长方体工件基准示意图。利用寻边器来完成对刀过程，将工件左下角定为基准角，使寻边器与两个基准边刚好接触。
图1 长方体工件
图2 长方体工件基准示意图
在X轴寻边时，得出的当前机床坐标值为A，那么当前基准边的机床坐标值为A+R(R为刀具半径值)。当前X轴方向工件原点为:X=A+R+a/2(a为工件长度)。
在Y轴寻边时，得出的当前机床坐标值为B，那么当前基准边的机床坐标值为B+R。当前Y轴方向工件原点为：Y=B+R+b/2(b为工件宽度)。
2.1.2 分中对刀
有些工件需要将工件坐标原点设置到工件正中间处，这样就需要采用分中对刀方式来进行对刀操作，比较方便、实用。
X轴左边寻边时，机床当前坐标值为A0，X轴右边寻边时，机床当前坐标值为A00；Y轴下边寻边时，机床当前坐标值为B0，Y轴上边寻边时，机床当前坐标值为B00。则当前工件坐标原点的机床坐标值X、Y分别为：X=(A0+A00)/2，Y=(B0+B00)/2。
2.2 Z方向对刀方法
在Z轴对刀过程中，一般有两种情况：①Z轴零点在工件上表面；②Z轴零点在工件下表面。按照不同要求，我们将分别进行Z轴的对刀。
2.2.1 Z轴顶面对刀
图3为长方体工件顶面基准示意图。利用块规或Z轴设定器来进行当前机床坐标Z0的设定。将块规或Z轴设定器放置在工件上表面处，当被测刀具正好与块规或Z轴设定器相接触时，读出当前机床坐标Z0,则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0-h(h为块规或Z向设定器的高度)。
2.2.2 Z轴底面对刀
图4为长方体工件底面基准示意图。利用块规或Z轴设定器来进行Z0的设定。将块规或Z轴设定器放置在工件下表面处，当被测刀具正好与块规或Z轴设定器相接触时，读出当前机床坐标Z0,则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=Z0-h+H(H工件实际高度)。
图3 长方体工件顶面基准示意图
图4 长方体工件底面基准示意图
X、Y、Z轴对刀完成后，将其数值输入到G54参数中，完成工件坐标系的建立过程。
图5为圆柱工件装夹和对刀示意图。对于圆柱体工件的装夹，也是学生实训中必须要掌握的内容，一般情况下将工件坐标系设置到工件上表面中心位置。
具体装夹步骤如下：
(1) 机床工作台擦拭干净后将平口钳安装到工作台上。打表使钳口方向与X轴方向一致，然后锁紧。
(2) 利用等高垫铁将工件垫起，钳口一侧放置V型铁，将工件装夹在平口钳上，使圆柱体工件加工部位的最低处高出钳口上表面，避免刀具在加工时与钳口发生碰撞。
(3) 打表使Z轴与工件的高度方向平行后夹紧工件。
(4) 按要求还需要检查工件上表面与工作台是否平行。
图5 圆柱工件装夹和对刀示意图
4.1 分中对刀
在对圆柱体对刀时，大多采用的是分中对刀方法。利用寻边器，在X轴左边寻边时，机床当前坐标值为A0，在X轴右边寻边时，机床当前坐标值为A00；在Y轴下边寻边时，机床当前坐标值为B0，在Y轴上边寻边时，机床当前坐标值为B00。则当前工件坐标原点的机床坐标值X、Y分别为：X=(A0+A00)/2，Y=(B0+B00)/2。
圆柱体对刀过程中，需要注意的是在X轴一侧对完后，Y轴方向不能移动，同样在Y轴对完后，X轴方向也不能发生移动，否则会使对刀数值发生错误。
4.2 Z方向对刀
圆柱体Z方向对刀与长方体Z方向对刀相同。
以长方体和圆柱体为例，介绍了两种不同工件的装夹方法以及对刀方法，同时也强调了注意事项，学生只有通过不断练习才能很好地掌握工件的装夹以及对刀方法。工件坐标原点选择的正确与否，将直接影响最终的加工精度，工件坐标原点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，才能够确保零件实际加工精度。
参考文献：
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[2] 张秀萍.数控机床的对刀原理及常用的对刀方法[J].机械制造与自动化,2010,39(4):73-75.
[3] 陈世平，李燕.数控加工中的对刀方法[J].组合机床与自动化加工技术,2004(12):101-102.
LIU Yi-bo
(Guidaojiaotong Polytechnic Institute, Shenyang 110023, China)
Abstract：In the paper, the clamping methods of the two common shapes of rectangule and cylinder are elaborated and the tool setting methods of the two shapes are introduced in detail simultaneously, which may provide a great help to students in practical training process. Besides, the practical training effect of the students is improved effectively.
Key words：part clamping; tool setting method; CNC Milling machine
收稿日期：2016-01-15；
修订日期：2016-09-30
作者简介：刘一波(1983-)，男，辽宁北宁人，工程师，在读工程硕士，主要从事机械加工与数控技术研究。
中图分类号：TG547
文献标识码：：B
文章编号：1672-6413(2016)06-0210-02
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