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機(jī)加工數(shù)控車床及加工中心對(duì)刀方法小結(jié)!

文章出處: 人氣:1183 發(fā)表時(shí)間:2020-04-08 16:05:19
對(duì)刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下,對(duì)刀的精度可以決定零件的加工精度,同時(shí),對(duì)刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。僅僅知道對(duì)刀方法是不夠的,還要知道數(shù)控系統(tǒng)的各種對(duì)刀設(shè)置方式,以及這些方式在加工程序中的調(diào)用方法,同時(shí)要知道各種對(duì)刀方式的優(yōu)缺點(diǎn)、使用條件等。

一般來說,數(shù)控加工零件的編程和加工是分開進(jìn)行的。數(shù)控編程員根據(jù)零件的設(shè)計(jì)圖紙,選定一個(gè)方便編程的工件坐標(biāo)系,工件坐標(biāo)系一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,在工件坐標(biāo)系下進(jìn)行零件加工程序的編制。

一、數(shù)控車床對(duì)刀


1、對(duì)刀原理

     對(duì)刀時(shí),應(yīng)使指刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合,所謂刀位點(diǎn)是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),對(duì)于車刀來說,其刀位點(diǎn)是刀尖。對(duì)刀的目的是確定對(duì)刀點(diǎn),在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值,測量刀具的刀位偏差值。對(duì)刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接影響加工精度。在實(shí)際加工工件時(shí),使用一把刀具一般不能滿足工件的加工要求,通常要使用多把刀具進(jìn)行加工。在使用多把車刀加工時(shí),在換刀位置不變的情況下,換刀后刀尖點(diǎn)的幾何位置將出現(xiàn)差異,這就要求不同的刀具在不同的起始位置開始加工時(shí),都能保證程序正常運(yùn)行。

為了解決這個(gè)問題,機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)配備了刀具幾何位置補(bǔ)償?shù)墓δ?,利用刀具幾何位置補(bǔ)償功能,只要事先把每把刀相對(duì)于某一預(yù)先選定的基準(zhǔn)刀的位置偏差測量出來,輸入到數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)補(bǔ)正欄指定組號(hào)里,在加工程序中利用T指令,即可在刀具軌跡中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒呶恢闷?。刀具位置偏差的測量同樣也需通過對(duì)刀操作來實(shí)現(xiàn)。

生產(chǎn)廠家在制造數(shù)控車床,必須建立位置測量、控制、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn)點(diǎn),該基準(zhǔn)點(diǎn)就是機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn),也就是機(jī)床機(jī)械回零后所處的位置。

數(shù)控機(jī)床所配置的伺服電機(jī)有絕對(duì)編碼器和相對(duì)編碼器兩種,絕對(duì)編碼器的開機(jī)不用回零,系統(tǒng)斷電后記憶機(jī)床位置,機(jī)床零點(diǎn)由參數(shù)設(shè)定。相對(duì)編碼器的開機(jī)必須回零,機(jī)床零點(diǎn)由機(jī)床位置傳感器確定。

編程員按工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制的刀具運(yùn)行軌跡程序,必須在機(jī)床坐標(biāo)系中加工,由于機(jī)床原點(diǎn)與工件原點(diǎn)存在X向偏移距離和Z向偏移距離,使得實(shí)際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離,因此,須將該距離測量出來并設(shè)置進(jìn)數(shù)控系統(tǒng),使系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡,才能加工出符合零件圖紙的工件。這個(gè)過程就是對(duì)刀,所謂對(duì)刀其實(shí)質(zhì)就是測量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移距離,設(shè)置工件原點(diǎn)在以刀尖為參照的機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

2、對(duì)刀方法

對(duì)刀的方法有很多種,按對(duì)刀的精度可分為粗略對(duì)刀和精確對(duì)刀;按是否采用對(duì)刀儀可分為手動(dòng)對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀;按是否采用基準(zhǔn)刀,又可分為絕對(duì)對(duì)刀和相對(duì)對(duì)刀等。但無論采用哪種對(duì)刀方式,都離不開試切對(duì)刀,試切對(duì)刀是最根本的對(duì)刀方法。

3.數(shù)控車床試車對(duì)刀方法

在手動(dòng)操作方式下,啟動(dòng)主軸,用當(dāng)前刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件外圓,車的長度必須能夠方便測量,X軸不要移動(dòng),沿Z的正方向退出來,停主軸,測量所車的外圓尺寸Xa,如圖3。



二、加工中心對(duì)刀




1、加工中心對(duì)刀原理

對(duì)刀的實(shí)質(zhì)是確定程序原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。對(duì)刀存在誤差,對(duì)刀誤差在某種程度內(nèi)是允許產(chǎn)生的,也是不可避免的,但卻可以盡量減少。

對(duì)刀的準(zhǔn)確程度直接影響加工精度,因此,對(duì)刀方法一定要與零件加工精度要求相適應(yīng)。當(dāng)零件加工精度要求過高時(shí)可采用千分表。對(duì)刀時(shí)一般以機(jī)床主軸軸線與斷面的交點(diǎn)為刀位點(diǎn),即假設(shè)基準(zhǔn)刀的刀長為0,其他刀的長度就是其刀補(bǔ)值,故無論采用哪種刀具對(duì)刀,結(jié)果都是機(jī)床主軸軸線與端面的交點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合,利用機(jī)床的坐標(biāo)顯示確定對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置,從而確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的位置。再利用對(duì)刀儀確定其他刀的長度,就解決了工件坐標(biāo)系確定問題和多刀加工時(shí)的刀補(bǔ)確定問題。

2 .對(duì)刀方法

   在數(shù)控加工中,對(duì)刀的基本方法有試切法、對(duì)刀儀對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀等。本文以數(shù)控銑床為例,介紹幾種常用的對(duì)刀方法。

2. 1 試切對(duì)刀法 

1) 將工件通過夾具裝在工作臺(tái)上,裝夾時(shí),工件的四個(gè)側(cè)面都應(yīng)留出對(duì)刀的位置。

2) 啟動(dòng)主軸中速旋轉(zhuǎn),快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸,讓刀具快速移動(dòng)到靠近工件左側(cè)有一定安全距離的位置,然后降低速度移動(dòng)至接近工件左側(cè)。

3) 靠近工件時(shí)改用微調(diào)操作(一般用0.01 mm) 來靠近,讓刀具慢慢接近工件左側(cè),使刀具恰好接觸到工件左側(cè)表面( 觀察,聽切削聲音、看切痕、看切屑,只要出現(xiàn)一種情況即表示刀具接觸到工件),再回退0.01 mm?;蛘唢@示頁面切換到相對(duì)坐標(biāo)顯示頁面,將X坐標(biāo)值清零。

4) 沿z 正方向退刀,至工件表面以上,用同樣方法接近工件右側(cè),記下此時(shí)相對(duì)坐標(biāo)系中顯示的坐標(biāo)值,如- 340. 500。

5) 據(jù)此可得工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為 340.5/2-= 170.25。然后向左移動(dòng)機(jī)床到相對(duì)坐標(biāo)顯示為 170.25,此時(shí)主軸中心在工件坐標(biāo)系X0的位置。

6)在OFFSET頁面,在相應(yīng)的工件坐標(biāo)頁面G54 G59中輸入X0,按軟鍵測量,即可生成X的工件原點(diǎn)坐標(biāo)值,此值與此時(shí)的機(jī)械坐標(biāo)值一樣。

7)同理可測得Y工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

2.2 Z向?qū)Φ?br />
1) 將刀具快速移至工件上方。

2) 啟動(dòng)主軸中速旋轉(zhuǎn),快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸,讓刀具快速移動(dòng)到靠近工件上表面有一定安全距離的位置,然后降低速度移動(dòng)讓刀具端面接近工件上表面。

3) 靠近工件時(shí)改用微調(diào)操作(一般用0.01 mm) 來靠近,讓刀具端面慢慢接近工件表面( 注意刀具特別是立銑刀時(shí)最好在工件邊緣下刀,刀的端面接觸工件表面的面積小于半圓,盡量不要使立銑刀的中心孔在工件表面下刀),

a)使刀具端面恰好碰到工件上表面,再將軸再抬高,記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中的z 值;

b)- 140. 400,則工件坐標(biāo)系原點(diǎn)W,在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為- 140.400;

c) 將測得的x,y,z值輸入到機(jī)床工件坐標(biāo)系存儲(chǔ)地址G5*中( 一般使用G54 ~ G59 代碼存儲(chǔ)對(duì)刀參數(shù));

d) 進(jìn)入面板輸入模式(MDI) ,輸入“G5* ”,按啟動(dòng)鍵( 在自動(dòng)模式下) ,運(yùn)行G5* 使其生效;

e) 檢驗(yàn)對(duì)刀是否正確。

2. 3塞尺、標(biāo)準(zhǔn)芯棒、塊規(guī)對(duì)刀法

此法與試切對(duì)刀法相似,只是對(duì)刀時(shí)主軸不轉(zhuǎn)動(dòng),在刀具和工件之間加人塞尺(或標(biāo)準(zhǔn)芯棒、塊規(guī)) ,以塞尺恰好不能自由抽動(dòng)為準(zhǔn),注意計(jì)算坐標(biāo)時(shí)這樣應(yīng)將塞尺的厚度減去。因?yàn)橹鬏S不需要轉(zhuǎn)動(dòng)切削,這種方法不會(huì)在工件表面留下痕跡,但對(duì)刀精度也不夠高。

2. 3 采用尋邊器、偏心棒和軸設(shè)定器等具對(duì)刀法操作步驟與采用試切對(duì)刀法相似,只是將刀具換成尋邊器或偏心棒。這是最常用的方法。效率高,能保證對(duì)刀精度。

使用尋邊器時(shí)必須小心,讓其鋼球部位與工件輕微接觸,同時(shí)被加工工件必須是良導(dǎo)體,定位基準(zhǔn)面有較好的表面粗糙度。z軸設(shè)定器一般用于轉(zhuǎn)移( 間接) 對(duì)刀法。



2. 4 轉(zhuǎn)移( 間接)對(duì)刀法

加工一個(gè)工件常常需要用到不止一把刀,第二把刀的長度與第一把刀的裝刀長度不一樣,需要重新對(duì)零,但有時(shí)零點(diǎn)被加工掉,無法直接找回零點(diǎn),或不容許破壞已加工好的表面,還有某些刀具或場合不好直接對(duì)刀,這時(shí)候可采用間接找零的方法。

a) 對(duì)第一把刀。

1) 對(duì)第一把刀的時(shí)仍然先用試切法、塞尺法等。記下此時(shí)工件原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)z1。第一把刀加工完后,停轉(zhuǎn)主軸。

2) 把對(duì)刀器放在機(jī)床工作臺(tái)平整臺(tái)面上(如虎鉗大表面) 。

3) 在手輪模式下,利用手搖移動(dòng)工作臺(tái)至適合位置,向下移動(dòng)主軸,用刀的底端壓對(duì)刀器的頂部,表盤指針轉(zhuǎn)動(dòng),最好在一圈以內(nèi),記下此時(shí)軸設(shè)定器的示數(shù)并將相對(duì)坐標(biāo)軸清零。

4) 確抬高主軸,取下第一把刀。

b) 對(duì)第二把刀。

1) 裝上第二把刀。

2) 在手輪模式下,向下移動(dòng)主軸,用刀的底端壓對(duì)刀器的頂部,表盤指針轉(zhuǎn)動(dòng),指針指向與第一把刀相同的示數(shù)A位置。

3) 記錄此時(shí)軸相對(duì)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)值z(mì)0(帶正負(fù)號(hào)) 。

4) 抬高主軸,移走對(duì)刀器。

5) 將原來第一把刀的G5*里的z1坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上z0( 帶正負(fù)號(hào)) ,得到一個(gè)新的坐標(biāo)。

6) 這個(gè)新的坐標(biāo)就是要找的第二把刀對(duì)應(yīng)的工件原點(diǎn)的機(jī)床實(shí)際坐標(biāo),將它輸人到第二把刀的G5*工作坐標(biāo)中,這樣,就設(shè)定好第二把刀的零點(diǎn)。其余刀與第二把刀的對(duì)刀方法相同。

注: 如果幾把刀使用同一G5*,則步驟5) ,6) 改為把z0存進(jìn)二號(hào)刀的長度參數(shù)里,使用第二把刀加工時(shí)調(diào)用刀長補(bǔ)正G43H02 即可。

2. 5 頂尖對(duì)刀法

a) x,y 向?qū)Φ丁?br />
1) 將工件通過夾具裝在機(jī)床工作臺(tái)上,換上頂尖。

2) 快速移動(dòng)工作臺(tái)和主軸,讓頂尖移動(dòng)到近工件的上方,尋找工件畫線的中心點(diǎn),降低速度移動(dòng)讓頂尖接近它。

3) 改用微調(diào)操作,讓頂尖慢慢接近工件畫線的中心點(diǎn),直到頂尖尖點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)工件畫線的中心點(diǎn),記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中的x,y坐標(biāo)值。

b) 卸下頂尖,裝上銑刀,用其他對(duì)刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值。

6 百分表( 或千分表)對(duì)刀法( 一般用于圓形工件的對(duì)刀)

1) x,y 向?qū)Φ丁俜直淼陌惭b桿裝在刀柄上,或?qū)俜直淼拇判宰谥鬏S套筒上,移動(dòng)工作臺(tái)使主軸中心線( 即刀具中心) 大約移到工件中心,調(diào)節(jié)磁性座上伸縮桿的長度和角度,使百分表的觸頭接觸工件的圓周面,(指針轉(zhuǎn)動(dòng)約0. 1 mm) 用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)主軸,使百分表的觸頭沿著工件的圓周面轉(zhuǎn)動(dòng),觀察百分表指針的便移情況,慢慢移動(dòng)工作臺(tái)的軸和軸,多次反復(fù)后,待轉(zhuǎn)動(dòng)主軸時(shí)百分表的指針基本在同一位置(表頭轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),其指針的跳動(dòng)量在允許的對(duì)刀誤差內(nèi),如0. 02 mm) ,這時(shí)可認(rèn)為主軸的中心就是軸和軸的原點(diǎn)。

2) 卸下百分表裝上銑刀,用其他對(duì)刀方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標(biāo)值

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