简析数控端面外圆磨床的四种对刀方式

点的 Ｚ 坐标 值进 行重 新设 定的 。对刀 时 ，对刀 仪测
头 伸 出到超 过砂轮 圆周 面 的位 置， 动砂 轮架 ， 移 令对
刀 头沿 ｚ 方 向逼近 并轻 触工 件 的某 个端 面， 刀仪 对
采 集信 号 ，传 输至 数控 系统 ，机床根 据这 些信 号做
图 １ 直轴磨床和斜轴磨床实 际坐标轴
直 。而斜轴 磨床 的实 际坐标轴 是 轴 和 轴 （ ｚ 与
的外 圆和 端面 。对 刀后 ，直轴 磨床 能保证在 砂轮 切
入 时不撞 工件 ，但在 切入 时不会 磨 削到端 面 ，端 面
尺 寸无法 保证 。斜轴 磨床 可 以在 砂轮切 入 时 ，可 同
时磨 削端 面和 外 圆并控制 端面尺 寸 。
２ 数 控端 面外 圆磨 床 的四种对 刀方 式介 绍
工 件 安 装 在 数 控 端 面 外 圆 磨 床 的 头架 和 尾 架
轴重 合 ） ，砂 轮 架 丝杠 沿 轴 方 向与 与 工作 台 丝杠
轴方 向不 垂直 ，而 形成 一个 夹角 ０ 。当砂轮 架
之 间的顶尖 上 。工 件轴线 即 为工件坐 标系 ｚ 轴 。由 于每 个工件 中心 孔位 置有微 小 的差别 ，每次 安装一 个待 加 工 的工 件 ，工 件坐 标 原 点会 沿 Ｚ 轴 方 向发 生偏 移 。因此 ，每安 装一个 工件 都需要 对工件 坐标 原点 的 ｚ 坐标值 进行 重新 设定 。在磨批 量工 件时 ，
１ 直 轴磨床 和斜 轴磨 床 的 区别 端 面外 圆磨床 是外 圆磨床 的一种 ，它与 普通外
圆磨床 在机械 结 构上 的最大 的区 别是端 面外 圆磨床
轴移 动 ，使砂 轮外 圆逼近 工件 外 圆。当斜轴 磨床 砂
轮架 从后 退位 置移动 到磨 削位 时 ， 轴和 ｚ轴相 当
于在 同时移动 ，使砂 轮 的外 圆和端面 同时逼 近砂 轮
我们用 对刀 来保证 砂轮 切入 工件 时的位 置不会 撞到
沿 蝴 运动 了一段距 离 Ａ后 ，就相 当于砂 轮架 在
轴 上运 动 了 Ａ ｏ０在 （ ） ｃ ｓ， Ｚ 轴上运 动 了 Ａｓ ０ ｉ 。 ｎ
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端 面 。端面 量仪 （ 刀仪 ）就 是用 来对 工件坐 标原 对
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砂轮架 与工 作 台导轨构 成一 定 的角度 ，作用 是在磨 削工件 端面 时 ，砂 轮主 轴系 统能够 受力 。端面 外 圆 磨床 是斜轴 磨床 ，普通 外 圆磨床 是直轴 磨床 。直轴 磨床和 斜轴 磨床 实际坐 标轴 如 图 １ 所示 ，直轴 磨床 的砂轮 架丝杠 沿 轴方 向与工作 台丝杠 ｚ轴方 向垂
监 上
此方式 的优 点是对 刀时 间短 ，对 刀装 置结构 简
砂 轮每 次进刀 ， 保证 不会撞 到工件 端面 。
单 。缺点 是对刀 仪要 带收张 功能 ，数 据显 示功 能，
数据 输 出功 能 ，成本 高且对 刀 的范 围较小 。数控 系
统 也要求 能够接 受和 处理对 刀仪 的数 据 。
到 工件端面 。
图 ２ 头架主轴可动的对刀方式
此 方式 的优 点是对 刀 时间短 ，对刀装 置结构 简
３ ）对 刀仪装 在床 身上 这种 方 式 的对 刀是 靠 工 作 台运 动 来 确 定 工件
位 置的 。过 程如 下 ：
如 图 ４所示 ：对 刀仪安装 在床 身上 ，位 于 工件
对乃仪 ＩＩ 安装在 工作台上 上
磨 削端面 的右侧 。调整对 刀 头使它 与砂轮左 端面 重 合 。对刀 开始后 ，对 刀仪 的油缸起 动 ，对 刀仪 的测 量 头先伸 出 ， 后工 作 台运 动 ， 然 带动 工件 向右运动 ， 当工件端面 碰到对 刀测 量头 后 ，工作 台停 止 ，对 刀 头缩 回去 ，对刀 结束 。此 时使工件端 面 、对 刀头 和 砂轮 端面 处于一 条直线 上 。砂 轮每 次进刀 ，不会撞
出反应 动作 ，最终确 定砂 轮切 入 的位 置 。 １ ）对 刀仪装在工作台上且头架主轴可 以运动
直轴 磨床和斜 轴磨 床有 不 同的对刀 过程 ， 当直 轴磨 床砂轮 架从 后退位 置移 动到磨 削位 时 ，只是
此种 方式 主要就 是对 刀 时工作 台保持 不动 ，主 要 靠头架 主轴 运动来 确定 工件位 置 。过程 如下 ：
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精密制 造与 自动化
２１ ０ ０年第 ４期
如 图 ２所 示 ：对 刀仪 放在工 作 台上 ，位于 工件
磨削端 面 的右 边 ，调整对 刀头使 它与砂轮 左端面 重 合 。对 刀开始 后 ，对 刀仪 的油缸起 动 ，对 刀仪 的测 量头先 伸 出，然 后头 架上 的主轴运 动 ，带 动工件 向 右运动 ， 当工件 端面碰 到对 刀测量 头后 ，头架主 轴 停止 向右运动 ，对刀 头缩 回，对 刀结束 。在对刀 过 程 中，工作 台不 动作 ，只是 工件运 动到 了对刀头 的 位 置 ，而对刀头 与砂轮 端面位 于一 直线 ，所 以对 完 刀后工件 的端面 就和砂 轮端面 处于 同一条 直线上 ，
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２１ ０ ０年第 ４期
简析数控端面外 圆磨床 的四种对刀方式
张 琦 孙丽萍 邵迪骏
（ ０ ０ ３ ２ ０９ ） （０ ０２ ２ ０９ ） 上 海机 床厂 有 限公司 同济 大学 中德 学 院
摘 要 数 控 端 面 外 圆磨 床 的对 刀 是磨 削加 工 过 程 中 很 重 要 的 环 节 ， 刀 的 精 度 会 直 接 影 响 工 件 ｉ Ｄｍ 质 量 ， 对 ￣， Ｈ 重 点 分析 了数 控 端 面 外 圆 磨 床 的 四 种 对 刀 方 式 ，并 在 此 基 础 上 ， 为满 足 用 户 的 实 际 生 产 需 要 ，举 例 介 绍 了数 控 端 面 外 圆磨 床 ＭＫ ６ ２Ｈ 的对 刀 实 现 问题 。 Ｂ１３／ 关键 词 数 控 端 面 外 圆磨 床 对刀 编 程