成因数控车实训教学中车床撞刀成因和制约措施分析期刊

摘要：在机械制造业中，数控车被广泛运用并且近年来有着继续扩大的趋势。在这一背景之下，企业对高素质的数控车人才需求迫切，与此同时为了满足企业的这种需求，一些中职学校、技工学校开始大规模地加大对数控车实训设备的投入。为了加深对数控车实训操作规程的认识程度，本文从数控车车床撞刀的概念、成因以及对数控车床进行控制的措施三个角度进行了探究和阐述。
关键词：数控车床；实训教学；车床撞刀；成因；控制措施 数控车床在机械制造业中应用比较广泛，这与其特点是密切相关的。在对数控车床撞刀的成因与控制措施进行分析之前，需要对数控车床以及撞刀现象的概念进行一番理解与把握。

一、数控车床及撞刀现象的概念

首先，数控车床主要在圆柱面、圆锥面、球面、端面、螺纹以及复杂的回转面等方面应用比较多，而且一般具有高精度、高效率、高速度和低劳动强度的特点。其次，所谓数控车床撞刀，是指数控机床的刀具或者是刀架在切削加工的过程中以GOO快速定位指令的速度与工件或者是机床其它部件发生碰撞而出现的一种非正常工作的切削状态。
一般来说，现代的数控机床都安装有限位开关，刀具和机床其它部件发生碰撞的可能性小，但由于在数控车实训教学中，学生对编制程序、基本操作等不熟悉，容易使刀具和工件以及卡盘发生碰撞，不仅造成刀具的损坏，更有甚者还会危及操作者的人身安全。同时，还需要特别注意的一点是，撞刀和撞刀事故是不能完全等同的，撞刀事故主要是指在出现撞刀之后，由于制动不及时而使刀具发生崩刃或折断、工件遭到损毁，亦或是造成机床损坏和操作人员人身安全等事故。

二、数控车实训教学中车床撞刀的成因

对于数控车实训教学中车床撞刀的成因，我们可以从编程不当产生撞刀，对刀不当产生撞刀以及操作不当产生撞刀三个方面进行阐述：

1. 编程不当产生撞刀。

编程不当产生撞刀又可以分为两个方面：
其一，车削孔时的进、退刀。如果在进刀时X、Z轴直接联动快速移动刀具到目标点或者是在退刀时X、Z轴直接联动快速移动刀具退到目标点，碰撞就不可避免（见图1）；
其二，车削槽时的进、退刀。在切槽刀加工槽的过程中，无论是进刀还是退刀时，如果直接X、Z轴联动快速移动刀具到目标点，那么刀具和工件端面就会发生碰撞（见图2）。其中，a代表进刀时，b代表退刀时。

2. 对刀不当产生撞刀。

对于对刀不当产生撞刀，也可以从两个方面进行解释：
其一，手轮进给倍率。在数控车床实训中，学生采用最多的一种对刀方法就是试切法。一般来说，很多初学者在对刀时通常会忘记手轮进给倍率快慢的改变，从而在用手轮0.1（×100增量倍率）方式将刀具快速靠近工件之后，继续以同样的方式靠近和切削工件，以致造成车刀和工件的碰撞；
其二，数据输入。大多数学生在进行数控车床对刀操作时，总是会出现数据输入不对或者是数据位置输入不对的情况，一旦数据输入不正确，那么在运行数控车床切削加工工件时，就会出现撞刀现象。

3. 操作不当产生撞刀。

操作不当产生撞刀同样有两个方面：
其一，刀具补偿值设定错误。学生在操作数控车床加工工件时，通常不注意刀具补偿的方向和补偿量的大小，从而机床在执行程序的过程中出现一些事故；
其二，加工过程中误停车。如果数控车床在正常执行程序的过程中，操作者在将程序停下来之后又按“RESET”复位并立即启动循环，那么就会产生撞刀现象。

三、数控车实训教学中车床撞刀的控制措施

针对以上对数控车实训教学中车床撞刀成因的分析，可采取以下有效措施对其加以控制：

1. 在编程时，使刀具沿着合适的路线运动。

为了有效地避免碰撞，对进刀和退刀方式都有明确的规定，比如不管是进刀还是退刀，都必须采用单坐标方式，使刀具分步移动到目标点，这是一个基本前提。首先，车削孔时的进退刀。结合图1，在进刀时应该使刀具先走Z方向，然后走X方向定刀，最后走Z方向切削加工孔，而在退刀时，应该使刀具先走X方向，然后走Z方向时让刀具从孔里退出来，最后走X方向使刀具移到目标点；其次，车削槽时的进退刀。结合图2，进刀时，使刀具先走Z方向，再走X方向定刀，最后走X方向切削加工槽；退刀时，使刀具先走X方向退出，然后走Z方向退至目标点。

2. 保证手轮进给倍率的改变以及输入数据的正确性。

对于初学者来说，在进行手轮进给倍率转换时，最好在实际操作之前做大量的练习，熟悉操作的步骤和要领，同时在正式操作时，尽量安排其它成员进行辅助和提醒，以避免碰撞。为了保证输入数据的正确性，在完成对刀工作之后，可以对每一个对过的车刀进行检验。通过这两种方法的实施，就可以有效地减少车床撞刀现象。

3. 切实减少刀具补偿值设定以及加工过程中的失误。

针对由刀具补偿值设定错误而导致的撞刀情况，在实训过程中，学生可以在仿真软件上进行反复练习，以对这一知识点达到熟练把握的程度，同时在操作中，如果有不清楚的情况一定要及时询问实训指导教师。除此之外，如果在加工过程中出现了误停车现象，可以及时的将模式改为编辑方式，按“RESET”复位程序之后，再进行重新运行程序。
本文只论述了在数控车实训教学中比较常见的几种撞刀成因

摘自：毕业论文下载www.udooo.com

及其解决的办法，事实上，除了上述原因之外，还有很多其它的情况。不管怎样，对这一问题的阐述最终目的都是为了对学生的数控车床操作提供有效指导，尽量减少撞刀现象的产生，提高数控车床实训教学的质量。
（作者单位：佛山市顺德区郑敬诒职业技术学校）
参考文献：
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丘志敏，，宋玉春，霍英. 数控车床撞刀事故的研究与解决[J]. 制造技术与机床，2007，（6）.
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责任编辑陈春阳