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[机床知识]|数控加工中心七种对刀方法详解●!

发布时间:2021-06-02 16:31:18

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  对刀是数控加工中心的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀精度可以决定零件的加工精度,同时对刀效率也直接影响数控加工的效率。仅仅知道对刀方法是不够的,还要知道数控系统的各种对刀方法以及这些方法在加工程序中的调用方法。同时要了解各种对刀方法的优缺点和使用条件。


  根据主轴锥孔的两种分类,


  对刀的目的是建立工件坐标系。直观地说,对刀是建立工件在机床工作台中的位置,实际上是求对刀点在机床坐标系中的坐标。对于数控车床,加工前应先选择对刀点。对刀点是指用数控机床加工工件时,刀具相对于工件运动的起点。对刀点可以设置在工件上(如工件上的设计基准或定位基准),也可以设置在夹具或机床上。如果设置在夹具或机床上的某一点,该点必须与工件的定位基准保持一定的尺寸关系。


  对刀时,指向位置应与对刀点重合。所谓刀具位置是指刀具的定位参考点,对于车削刀具来说,刀具位置就是刀尖。对刀的目的是确定对刀点(或工件原点)在机床坐标系中的绝对坐标值,测量刀具位置偏差值。对刀点的精度直接影响加工精度。在工件的实际加工中,单一刀具的使用一般不能满足工件的加工要求,通常使用多种刀具进行加工。使用多把车刀进行加工时,改变刀具位置后,刀尖的几何位置会有所不同,这就要求在不同的起始位置开始加工时,不同的刀具能够保证程序的正常运行。为了解决这个问题,机床数控系统配备了刀具几何位置补偿功能。利用刀具几何位置补偿功能,只要预先测量出每个刀具相对于预选基准刀具的位置偏差,就输入到数控系统刀具参数修正栏中指定的组号中,利用加工程序中的T指令就可以在刀具轨迹中自动补偿刀具位置偏差。刀具位置偏差的测量也需要通过对刀操作来实现。


   工具设置方法


  在数控加工中心,对刀的基本方法包括试切法、对刀仪和自动对刀等。以数控铣床为例,介绍几种常用的对刀方法。


  1、试着切刀


  这种方法简单方便,但会在工件表面留下切削痕迹,对刀精度低。如图1所示,以工件表面中心的对刀点(此处与工件坐标系原点重合)为例,采用双边对刀方式。


  (1)x、y对刀。


  (1)工件通过夹具安装在工作台上,夹紧时工件的四边应留出供刀的位置。启动主轴中速旋转,快速移动工作台和主轴,让刀具移动到靠近工件左侧一定安全距离的位置,然后减速移动到靠近工件左侧。


  接近工件时,用微调操作(一般为0.01 mm)接近,让刀具慢慢接近工件左侧,使刀具刚好接触到工件左侧表面(观察,听切削声,看切削痕迹和切屑,如果有情况,说明刀具接触到工件),然后后退0.01mm,记下此时机器坐标系中显示的坐标值,如-240.500。


  (4)向正z方向退刀,直到在工件表面上方,以同样方式靠近工件右侧,记录此时机床坐标系中显示的坐标值,如-340.500。

 

  据此,工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值如下


  {-240.500 (-340.500)}/2=-290.500。


  同样可以测量机床坐标系中工件坐标系原点的坐标值。


  (2)在z方向设置刀具。


  快速将刀具移至工件顶部。


  启动主轴中速旋转,快速移动工作台和主轴,让刀具移动到靠近工件上表面一定安全距离的位置,然后减速移动刀具端面靠近工件上表面。


  靠近工件时,用微调操作(一般为0.01mm)靠近,让刀具端面慢慢靠近工件表面(注意刀具,尤其是立铣刀,最好在工件边缘降刀,刀具端面接触工件表面的面积小于半圆。尽量不要在工件表面的立铣刀中心孔处降刀),使刀具端面刚好接触到工件上表面,然后再升轴,记录此时机器坐标系中的Z值,-14


  (3)将测得的X、Y、Z值输入机床工件坐标系的存储地址G5*(一般用G54~G59代码存储对刀参数)。


  (4)进入面板输入模式(MDI),输入“G5*”,按下启动按钮(自动模式),运行G5*使其生效。


  (5)检查对刀是否正确。


  2.塞尺、标准心轴和块规的工具对准


  这种方法类似于试切和对刀的方法,只是对刀时主轴不旋转,在刀具和工件之间增加一个测隙规(或标准芯轴和块规),以测隙规不能自由抽动为准。计算坐标时注意减去塞尺的厚度。由于主轴不需要旋转切削,这种方法不会在工件表面留下痕迹,但对刀精度不够高。


  3.用找边器、偏心杆和对轴器对准刀具。


  操作程序类似于试切和刀具对准方法,除了刀具由寻边器或偏心杆代替。这是最常用的方法。效率高,对刀精度有保证。使用找边器时,必须小心使钢球与工件轻微接触。同时,被加工工件必须是良导体,定位基准面具有良好的表面粗糙度。z轴设置器一般用于传递(间接)对刀。画


  4.转移(间接)对刀


  加工一个工件通常需要一把以上的刀。第二把刀的长度与第一把刀的装载长度不同,因此需要重置。但有时零点被加工掉了,直接找不到零点,或者不允许损坏加工面。还有一些工具或者场合是很难直接对刀的。这时可以采用间接改变的方法。

  为第一刀。

  (1)对于第一刀,仍先用试切法和塞尺法。记下此时工件原点的机床坐标z1。第一刀加工完成后,停止主轴。


  将对刀器放在机床工作台的平台上(如老虎钳的大表面)。


  在手轮模式下,用手将工作台移动到合适的位置,向下移动主轴,将刀的底端压在刀具的顶部,旋转刻度盘指针,最好在一个圆周内。记下此时对轴器的指示,重置相对坐标轴。


  抬起主轴,取下第一把刀。


  (2)第二刀。


  (1)安装第二把刀。


  在手轮模式下,向下移动主轴,将刀的底端压在刀的顶部,刻度盘指针旋转,指向与第一把刀相同的指示A的位置。


  记录此时轴相对坐标对应的数值z0(有符号)。


  提起主轴,取下工具对准器。


  将z0(有符号)加到原第一刀G5*中的z1坐标数据上,得到一个新坐标。


  这个新坐标是机床在待找第二刀对应工件原点的实际坐标,输入第二刀


  G5*工作坐标,这样设置第二刀的零点。其他刀的设置方式和第二刀一样。


  注意:如果几把刀具使用相同的G5*,在步骤5)和6)中,将z0保存到2号刀具的长度参数中,用第二把刀具加工时,调整刀具的长度以校正G43H02。


   5、顶刀法


  (1)x、y对刀。


  (1)工件通过夹具安装在机床的工作台上,并更换为顶部。


  (2)快速移动工作台和主轴,让顶尖移近工件,找到工件画线的中心点,减速使顶尖移近。


  切换到微调操作,让顶部慢慢靠近工件画线的中心点,直到顶部点与工件画线的中心点对齐,记下此时机器坐标系中的X、Y坐标值。


  (2)拆下顶部,安装铣刀,通过试切法、塞尺法等其他对刀方法获取Z轴坐标值。


  6.百分表(或千分表)对刀方法(一般用于圆形工件对刀)


  (1)x、y对刀。


  将千分表安装杆安装在刀柄上,或将千分表磁座吸在主轴套筒上,移动工作台使主轴中心线(即刀具中心)移动到工件中心,调整磁座上伸缩杆的长度和角度,使千分表的触点与工件圆周面接触, (指针旋转约0.1mm)用手慢慢旋转主轴,使百分表的触点沿工件圆周面旋转,观察百分表指针的方便移动。 慢慢移动工作台轴和轴。反复多次后,当主轴转动时,千分表的指针基本处于同一位置(当表头转动一次时,其指针跳动在允许的对刀误差内,如0.02毫米)。这时主轴的中心可以认为是轴和轴的原点。(2)拆下百分表,装上铣刀,用试切法、塞尺法等其他对刀方法获得Z轴坐标值。


  7.专用对刀装置的对刀方法


  传统的对刀方式存在安全性差(例如塞尺设定,碰到刀尖容易损坏)、加工时数多(例如试切需要重复切削)、人为造成的随机误差大等缺点,不能适应数控加工的节奏,不利于数控机床的功能发挥。本发明具有对刀精度高、效率高、安全性好的优点,简化了经验保证的繁琐的对刀工作,保证了数控机床的高效率和高精度。它已成为数控机床上不可缺少的对刀专用工具。