实验（二) 华中世纪星教学型数控车床的对刀操作
一.实验目的
1)掌握游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺、钢直尺等的测量与读数方法；
2）掌握数控车床手动试切法对刀的工作原理及基本步骤；
3)掌握用G92与Ｇ5４～Ｇ５9指令对刀操作的异同点;
4）对手动试切法对刀进行误差分析,并掌握其误差补偿方法。

二.实验设备和工具
1)毛坯：φ３0mm的棒料, 材料：LY12
2)常用工具:卡盘与刀架扳手、螺丝批、手锤、活动扳手等；
3）刀具与垫片:1号刀为９0°外圆精车刀，2号刀为９0°外圆粗车刀或60°尖刀,3号
刀为切断刀、４号刀为6０°三角螺纹刀;
4)测量工具：0.02mm精度的游标卡尺、0.0１mｍ精度的千分尺、０．02mm精度的深度
游标卡尺、1５0mm长的钢直尺;
5)油壶、刷子及清洁棉纱。

三. 常用测量工具的测量与读数方法(演示说明)
介绍０．0２ｍｍ精度的游标卡尺、0．01ｍm精度的千分尺、0.02mm精度的深度游标
卡尺的测量与读数方法。

四．华中世纪星教学型数控车床手动试切法对刀的基本原理
在数控车削中,手动试切对刀法由于不需添置昂贵的对刀、检测等辅助设备,方法简单,而
且加工铝棒、尼龙棒等软材质工件，即使高速断续切削，刀尖也不容易崩落,因此被广泛地
应用于教学型数控车床。
数控机床的机床坐标系是唯一固定的，CRT显示的是切削刀刀位点的机床坐标,但为计
算方便和简化编程,在编程时都需设定工件坐标系，它是以零件上的某一点为坐标原点建立
起来的X-Ｚ直角坐标系统。因此,对刀的实质是确定随编程变化的工件坐标系工件零点的机
床坐标以及确定数控程序调用的刀具相对于基准刀的刀偏置数值。手动试切对刀的对刀模式
为“试切→测量→调整”，其原理示意图如上图1所示。
五．手动试切——相对刀偏法对刀的基本步骤
手动试切对刀中，如果确定了一把基准刀，且在刀偏表中输入它的刀偏置为零,而且非
基准刀相对于基准刀有一定的刀偏置，这种试切对刀方法叫相对刀偏法对刀，具体又分为Ｇ
9２指令对刀和Ｇ54指令对刀两种方法。使用这种对刀方法的程序结构形式具有以下特点：
%××××
Ｇ92 X_ Z_(或G54 G90 G00 X_ Z_)
M06 T０20２
…．．.
T0２00
M06 T01０1
……
T０1０0
……
如下图２所示的对刀步骤流程图，G５4指令对刀的步骤基本上与G92指令对刀相同,
区别仅在于前者要将后者的步骤⑧与⑩分别修正为步骤⑧’与⑩’。

用G92指令对刀后基准刀刀位点恰好处于程序起点位置,这种对刀方便实习老师检查学
生对刀的准确性和监控设备安全性,因此在教学实习应用更广泛。而G54~G59指令对刀需将
工件零点的机床坐标输入到数控系统软件的零点偏置寄存器参数中,但加工前刀架不必处于
程序起点位置，便于批量生产,在生产中应用更广泛。
小结：
Ⅰ． 加工最大直径小于30mm、长度为L（小于１0０mm)、程序原点选在零件的右端面
中心、直径编程的工件，用G９2 X1０0 Z50指令对刀的简要操作步骤:
（一)装夹棒料,棒料伸出卡爪端面约（Ｌ＋50）ｍm;
（二）装刀，保证各刀的刀位点与主轴等中心高;
（三）在系统软件中设定为直径编程方式；
(四）开机后,回参考点，将基准刀处于工作位置；
(五）用点动方式［或为避免爬行用“MDI运行(G91 G00 X-120 Z-22０）+点动”]移动刀架
到装夹的棒料右端面附近,在MＤI功能子菜单下（图３所示)按Ｆ２键,进入刀偏数据设置
方式; 1、2、3、4号刀的刀偏号分别为#0001、＃０002、#0003、#0００4，用▲、▼键移
动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置,首先将刀偏号为#000０、＃０００１、#0００2、#000
３、#000４的X偏置、Z偏置的数据均修改为零;用▲、▼键将蓝色亮条对准基准刀的刀偏

⑨确定各刀的刀偏置数值：
9.1)以1号刀为基准刀用点动+步进方式使其
刀位点回到记录的（Xa,Za）处,坐标清零；
9.2）退刀，分别换2、3、4号刀，使各刀
尖重新对齐工件的试切点A，分别记录CRT显示
的坐标，将记录值作为各刀的刀偏置数值；
9.3）将记录值输入在数控系统软件的刀具
偏置参数中，其中基准刀的X、Z刀偏置均为0

⑥点动试切右端面，记录CRT显示的Za坐标，
点动试切外圆，记录CRT显示的Xa坐标，
则试切点A的机床坐标为（Xa，Za）；
退刀，停车，测量切削轴段外径Φd

⑦确定工件坐标系零点Ｏ的机床坐标：
1）工件零点选在零件左端面中心，直径编程
X0=Xa-Φd，Z0=Za-L
2）工件零点选在零件右端面中心，直径编程
X0=Xa-Φd，Z0=Za
3）工件零点选在零件左端面中心，半径编程
X0=Xa-Φd/2，Z0=Za-L4）工件零点选在零件右端面中心，半径编程X0=Xa-Φd/2，Z0=Za⑧确定G92 XαZβ对刀的程序起点H的机床坐标：Xh=X0+α，Zh=Z0+β⑧'对G54 G90 G00 Xα Zβ对刀,将工件零点的机床坐标输入在系统软件参数中

图2 手动试切法对刀操作流程图

④选定编程的工件坐标零点：
选在零件的右端面或左端面的中心位置

⑤基准刀转位处于切削位置，
机床回参考点

③在数控系统软件中
设定直径/半径编程方式

②装刀，保证各刀刀尖与主轴等中心高，
且各刀伸出刀架侧面X方向均长约25mm

①装夹工件，设零件长L，
工件伸出卡爪端面约（L+50）mm

手动试切对刀开始

⑩使基准刀刀位点准确处于程序起点的机床
坐标(Xh,Zh)位置处：
方法1:用点动+步进方式，使基准刀刀位点
准确处于计算的机床坐标（Xh，Zh）位置；
方法2:基准刀刀尖重回（Xa，Za）点,用MDI
方式输入并运行G91 G01 Xα-Φd Zβ；
⑩'机床回参考点，刀架可点动到工件右端
的随意位置，由程序指令移动到程序起点位置

手动试切对刀结束