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數控銑床(加工中心)常見對刀方法的使用及其優缺點(diǎn)

發(fā)布時間:2013-3-5

注:參考文獻《智造網》
數控銑床(加工中心)常見對刀方(fāng)法的使用及(jí)其優缺點:

     對刀(dāo)是數控加工中最重要(yào)的操作內容,其準確性將直接影響零件的加工精度。對刀方法一定要同零件加工精度要(yào)求相適應。該文(wén)較係統地講述了數控銑床(加工中心)常見對刀方法的使(shǐ)用及其優(yōu)缺點,有一(yī)定的實用價值。
  對刀的目的是通過刀具或對刀工具確定工件坐標係原(yuán)點(程序(xù)原點)在機床坐標係中(zhōng)的位置,並將(jiāng)對刀數據(jù)輸入到相應的存儲(chǔ)位(wèi)置或通過G92指令設定。它是數(shù)控加工中最重要的操(cāo)作內容,其準(zhǔn)確性將(jiāng)直(zhí)接影響零件的加工精度。
    一、工件的定位與裝夾(對刀前的準備工(gōng)作)
  在數控銑床上常用的夾具有平口(kǒu)鉗、分(fèn)度頭、三爪自定心卡盤和平台夾具等,經濟型數控(kòng)銑床裝夾時一(yī)般(bān)選用平口鉗裝夾工件。把平口鉗安裝在銑床工作台麵中心上,找正、固定(dìng)平口鉗,根據工件的高度情況,在平口鉗鉗口內(nèi)放入形狀合(hé)適(shì)和表(biǎo)麵(miàn)質量較好的墊鐵後,再放入工件(jiàn),一般是工件的基準麵朝下,與墊鐵麵緊靠,然後擰緊平口鉗。
  二(èr)、對刀點、換刀點的確定
  (1)對刀點的確定
  對刀點是工件在(zài)機床上定位裝(zhuāng)夾(jiá)後,用於確定工件坐標係在機(jī)床坐標係中(zhōng)位置的(de)基準點。對刀(dāo)點可選在工(gōng)件上或裝夾定位元件上,但(dàn)對刀點與工件坐標點必須有準確、合理、簡單的位置對應關係,方便計算工件坐標係的原(yuán)點在機床上的位置。一般來說,對刀點最好能與工件坐標係的原點重合。
  (2)換刀點的確定
  在使用多種(zhǒng)刀具加工的銑(xǐ)床或加工中心上,工(gōng)件(jiàn)加工時需要經(jīng)常更換刀具,換(huàn)刀(dāo)點應根據換刀時刀具(jù)不碰到工件、夾具和機床的原則而定。
  三、數控銑床的常用對刀方法
  對刀操作分為X、Y向對刀和Z向對刀。對刀的的準確程度將直接映影響加工精度。對刀方法一定(dìng)要同零件加工(gōng)精度要求相適應。
  根據使用的對刀工具的不同,常用的對刀方法分為以下幾種:(1)試切對刀法;(2)塞(sāi)尺、標(biāo)準芯棒和塊規對刀法;(3)采用尋邊器、偏心棒和Z軸設定器等工具對刀法;(4)頂尖對刀法;(5)百分表(或千分表)對刀法;(6)專用對刀器對刀法。
  另外根(gēn)據選擇對刀點位置和數據計算方法的不同,又可分為(wéi)單邊對刀、雙邊(biān)對刀、轉移(間接)對刀法和“分(fèn)中對零”對刀法(fǎ)(要求機床必須(xū)有相對坐標及清零功能)等。
  1.試切對刀法(fǎ)
  這種方法簡單方(fāng)便,但(dàn)會在工件(jiàn)表麵留下切削痕跡,且對刀精度較低。
  以對刀點(diǎn)(此處與工件(jiàn)坐標係原點重合(hé))在工件表麵中心位置為例(采用雙(shuāng)邊對刀方式(shì))。

  (1)X、Y向對刀(dāo)
  ◎將工件通過夾具裝在工作台上,裝夾時(shí),工件的四個側麵(miàn)都應留出對刀的位置(zhì)。
  ◎起動主軸中速旋轉,快速移動工作台和主軸,讓刀(dāo)具快速移(yí)動到靠近工件左(zuǒ)側有一定安全距離的位置(zhì),然後降低速度移動至接近工件左(zuǒ)側。
  ◎靠近工件時改用微調操作(一般用0.01mm來靠近),讓(ràng)刀具慢慢接近工件左側,使刀具恰好接觸(chù)到工件左側表麵(miàn)(觀察,聽切削聲音(yīn)、看切痕、看切屑,隻要出現其中一種情況即表示刀具接觸到工件),再回退0.01mm。記(jì)下此時機(jī)床坐標(biāo)係中顯示的X坐標值,如-240.500等。
  ◎沿(yán)Z正方向(xiàng)退刀,至工件表麵(miàn)以上,用同樣方法(fǎ)接近工件右側(cè),記下此時機床坐標係中顯示的(de)X坐標值,如-340.500等。
  ◎據此可得工件坐(zuò)標係原(yuán)點在機床(chuáng)坐標係中X坐標值為{-240.500+(-340.500)}/2=-290.500。
  ◎同理可測得工件坐標係原點W 在機(jī)床坐標係中的Y坐標值。
  (2)Z向對(duì)刀
  ◎將刀具快速移至工件上方。
  ◎起動主軸中速旋轉,快速移動工作台(tái)和主軸,讓刀具快速移動到靠近工件上表麵有(yǒu)一定安全距離的位置,然後降低(dī)速度移動讓刀(dāo)具端麵接近(jìn)工件上表麵。
  ◎靠近工件時改用微調操作(一般用0.01mm來靠近),讓刀具端麵慢慢接近工件表麵(注意(yì)刀具特別是立銑刀時最好在工件邊緣下刀,刀的端(duān)麵接觸工(gōng)件(jiàn)表麵的麵積小(xiǎo)於半圓(yuán),盡(jìn)量不(bú)要使立銑刀的中心孔在工件表麵下刀),使刀具端麵恰好碰到工件上表麵,再(zài)將Z軸(zhóu)再抬高0.01mm,記下此時機床坐標係中的Z值,如-140.400等,則工件坐標係原點W在機床坐標係中的Z坐標值為-140.400。
  (3)數據存儲
  將測得的X、Y、Z值輸入到(dào)機床工件坐標係存儲地址G5*中(一般使用G54~G59代碼存儲對刀參數)。
  (4)起動生效
  進入麵板(bǎn)輸入模式(MDI),輸入“G5*”,按起動鍵(在“自動”模式下),運行G5*使(shǐ)其生效(xiào)。
  (5)檢驗
  檢(jiǎn)驗對刀是否正確,這一步是非常關鍵的。
  2.塞尺、標準芯棒、塊規對刀法(fǎ)
  此法與試切對刀法相似,隻是對(duì)刀時主軸不轉動,在刀具和工件之間加入塞尺(chǐ)(或標準芯棒、塊規),以(yǐ)塞尺恰好不能(néng)自由抽(chōu)動為準,注意計算坐標時(shí)這樣應將塞尺的厚度減去。因為主軸不需(xū)要轉(zhuǎn)動切削,這種方法不會在工件表麵留下痕跡,但(dàn)對刀(dāo)精度也(yě)不夠高。
  3.采用(yòng)尋邊器、偏心棒和Z軸設定器等工具對刀法
  操作(zuò)步(bù)驟與采用試切對刀(dāo)法(fǎ)相似,隻是將(jiāng)刀具換成尋邊器或偏心棒。
  這(zhè)是最常用的方法,效(xiào)率高,能保(bǎo)證對刀精度。使用尋邊器時必須小心,讓其鋼球(qiú)部位與工件輕微接觸,同時被加工工件必須是良導體,定位基(jī)準麵有較好的表麵(miàn)粗糙度。Z軸設定器一般(bān)用於轉移(間接)對(duì)刀法。
  加工一個工件常常需要用到(dào)不止一把刀。第二把刀的長度與第一把(bǎ)刀的裝刀長(zhǎng)度不同,需要重新對零,但有時零點(diǎn)被加工掉,無(wú)法直接找回零點,或不容許破壞已加工好的表麵,還有某些(xiē)刀具或場合不好直接對(duì)刀。這時候可采用間(jiān)接找零的方法。
  (1)對第一把刀(dāo)
  ◎對(duì)第一把刀的Z時仍然先用試切法(fǎ)、塞尺(chǐ)法等。記下此時工件原點的機床坐標(biāo)Z1。第一把刀加工(gōng)完後,停轉主軸。
  ◎把對刀(dāo)器放在機床工作台平整台麵(miàn)上(如虎鉗大表麵)。
  ◎在手輪模式下,利用手搖移動工作台至適合位置(zhì),向下移動主軸,用刀的底端壓對刀器的頂部,表盤(pán)指(zhǐ)針轉動,最好(hǎo)在一圈以內,記下此時Z軸設定器的示(shì)數A並將相對坐標Z軸清零。
  ◎抬(tái)高主(zhǔ)軸,取下第一(yī)把刀。
  (2)對第二把刀
  ◎裝上第二把刀。
  ◎在手輪模式下,向下移動主軸,用刀的底端壓(yā)對刀(dāo)器(qì)的頂部,表盤指針轉動,指針指向與第(dì)一把刀相同的示數A位置。
  ◎記錄此時Z軸相對坐標對應的數值Z0(帶正負號)。
  ◎抬高主軸,移走對刀器。
  ◎將原來第一把刀的G5*裏的Z1坐標數據加上Z0(帶正負號),得到一個新的(de)Z坐標
  ◎這個新的Z坐標就是我們要(yào)找的第二把刀(dāo)對(duì)應的工件原點的機床實(shí)際坐標,將它輸入到第(dì)二把刀的G5*工作坐標中,這樣,就設定好了第二把刀的零點。其餘刀與第二把刀的對刀方法相同。
  注:如果幾把刀使用同一G5*,則步驟改為把Z0存(cún)進二(èr)號刀的長度參數裏,使用第二把刀(dāo)加工時調用刀長(zhǎng)補正G43H02即可。
  4.頂(dǐng)尖對刀法
  (1)X、Y向對刀
  ◎將工(gōng)件通過夾具裝在機床工作(zuò)台上,換上頂尖。
  ◎快(kuài)速移動工作台和主軸,讓頂尖移動到(dào)近工件的上方,尋找工件畫線的中心點,降低(dī)速度移動讓頂尖(jiān)接近(jìn)它。
  ◎改用(yòng)微調(diào)操作,讓頂尖慢慢接近工(gōng)件(jiàn)畫線的中(zhōng)心點,直到頂尖尖點對準工件畫線的中心點,記(jì)下(xià)此時機床坐標係中(zhōng)的X、Y坐標值。
  (2)Z向對刀
  卸下頂尖,裝上銑刀,用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到Z軸坐標值。
  5.百(bǎi)分表(或千分表)對刀法
  該方法一般用於圓形工件的對刀。
  (1)X、Y向對刀
  如圖2所示,將百分表的安裝杆裝在刀柄上,或將(jiāng)百分表的磁性座吸在主軸套筒上,移動工作台使主軸(zhóu)中心線(即刀具中心)大約移到工件中心,調節磁(cí)性座上伸縮杆(gǎn)的長度和(hé)角度,使百分表的觸頭接觸工件的圓周麵,(指針(zhēn)轉(zhuǎn)動約0.1mm)用手慢慢轉(zhuǎn)動主軸,使百分表的觸頭沿著工件的圓周麵轉動,觀察百分表指(zhǐ)針的便移情況(kuàng),慢慢移動工作台的X軸和Y軸,多次反複後,待轉動(dòng)主軸(zhóu)時百分表的指針基本在同一位置(表頭轉動一周時,其指針的跳動量在允許的對刀誤差內,如0.02mm),這時可認為主軸的中心就是X軸和Y軸的原點。
  (2)Z向對刀
  卸下百分(fèn)表裝上銑刀,用其他對刀方法如試切(qiē)法、塞尺法等得到Z軸坐標值。
  百分表(或千分表)對刀法
  
6.專用對刀器對刀(dāo)法
  傳統對刀方法有安全性差(chà)(如塞尺對刀,硬(yìng)碰(pèng)硬刀尖易撞壞)、占用機時多(如試切(qiē)需反複切量幾次)及人(rén)為帶來的隨機性誤差大等缺點,已經適應不了數控加工的(de)節奏(zòu),非(fēi)常不利於發揮數控機床(chuáng)的功能。用專用對刀器對刀有對刀精度高、效(xiào)率高、安全性好等優點(diǎn),把繁(fán)瑣的(de)靠經驗保證的對刀工作簡單化了,保證了數控機床的高效高精度特點的發(fā)揮(huī),已成為(wéi)數控加工機上解決刀具(jù)對刀(dāo)不可(kě)或(huò)缺的一種(zhǒng)專用工具。由於加工任務不同,專(zhuān)用對刀器也千差萬別,在這裏就不再展開了,讀者可在具體的工作中根據不同的需(xū)要設計不同的對刀器,來滿足各自的加工需求。
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