1.刀(dāo)位點
刀位點是刀具上的一個基(jī)準點,刀位點相對運動的軌跡即加工路線(xiàn),也稱編程軌跡。
2.對刀和對刀(dāo)點
對刀是指操作員在啟動數控程序(xù)之前,通過一定的測量(liàng)手(shǒu)段,使(shǐ)刀位點與對刀點重合。可以用對刀儀對刀,其操作比較簡單,測量數據也比較準確。還(hái)可以在數控機床上定位好夾具和(hé)安裝好零件之(zhī)後,使用量塊、塞尺、千分表(biǎo)等,利用(yòng)數控機床(chuáng)上的坐標對刀。對於操作者來說,確定對刀點將是(shì)非常重要的,會直接影響(xiǎng)零件的加工精度和程序控製的準確性。在批生產過程中,更要考慮到對刀點的重複精度,操作者有必要加深對數控設備的了解,掌握更多的(de)對刀技巧。
(1)對(duì)刀點的(de)選擇原則
在機床上容易找正,在加(jiā)工中便於檢查,編程時便於計(jì)算,而且對刀誤差小。
對刀點可以選擇零件上的某個點(如零件的定位孔中心),也可以選擇零件外的某一(yī)點(如夾具或(huò)機床上的某一點),但必須與零件的定位基準有一定的坐標關係。
提高對刀的準確性和精度,即便零件要求精度不高或(huò)者程序要求不嚴格,所選對刀部位的(de)加工精度也應高於其他位(wèi)置的加工精度。
選擇接觸麵大、容易監測、加工過(guò)程(chéng)穩定的(de)部位作為對刀點。
對(duì)刀點盡可能與設計基(jī)準或工(gōng)藝基準統一,避免由於(yú)尺寸換(huàn)算導致對刀精度甚至加工精度降低,增加(jiā)數控程序或零件數控加工的難度。
為了(le)提高零件的加工精度,對刀點應盡量(liàng)選在(zài)零件的設計(jì)基準或工藝基準上。例如以孔定位的零(líng)件,以孔的(de)中心作為對刀點較為適宜。
對刀點的精度既取決於數控設備的精度,也取決於零件加工的要求,人(rén)工檢查對刀精度以提高零件數控加工的質量。尤其在批生產中要考(kǎo)慮到對刀點的重複精度,該(gāi)精度可用對刀(dāo)點相對機床原點的坐標值來進(jìn)行校核。
(2)對刀點的選擇方法
對於數(shù)控車床(chuáng)或車(chē)銑加工中心類數控設備,由於中心位置(X0,Y0,A0)已有數控設備確定(dìng),確定軸向位置即(jí)可確定整個加工坐標係。因(yīn)此,隻需要確定軸向(Z0或相對位置)的某個端麵作為對刀點即可。
對於三坐標數控銑(xǐ)床或三坐標加工中心(xīn),相對數控車(chē)床或車銑加工中心複雜很多(duō),根據數控程序的要求,不僅需要確(què)定(dìng)坐標係(xì)的原點位置(zhì)(X0,Y0,Z0),而且要同加工坐標係G54、G55、G56、G57等(děng)的確定有關,有時也取決於操作者的習慣。對刀點可以設在被加工零件上(shàng),也可以設在夾具上,但是必須與零件的定位基準有一定的坐標關係,Z方(fāng)向可以簡單的通過確定一(yī)個容易(yì)檢(jiǎn)測的平麵確定,而X、Y方向確定需要根據具(jù)體零件選擇與(yǔ)定位基準有關的平麵、圓。
對於四軸或五軸數控設備,增加了第4、第5個旋轉軸,同三坐標數控設備選擇(zé)對刀點類似,由於設備更加複雜,同時數控(kòng)係統智能化,提供了更多的(de)對刀方(fāng)法,需要(yào)根據具體數控(kòng)設備和具體加(jiā)工零件確定。
對刀點相對機床(chuáng)坐標係的坐標關係可以簡單地設(shè)定為互相關聯,如對刀點的坐(zuò)標為(X0,Y0,Z0),同加工坐標係的關係可以定義為(X0+Xr,Y0+Yr,Z0+Zr),加工坐標係(xì)G54、G55、G56、G57等,隻要通過控製麵板或其他方式輸入即可。這(zhè)種方法非常靈活,技巧性很(hěn)強,為後續數控加工帶來很大方便(biàn)。
3.零點漂移現象
零點漂移現象是受數控設備周(zhōu)圍環境影響因素引起的,在同樣的切削條件下,對同一台設備來說、使用相同一個夾具、數控程序、刀具,加工相同(tóng)的零件,發生的一種加(jiā)工尺寸不(bú)一致(zhì)或精度(dù)降低的現象。
零點漂移現象主要表現在數控加工過程的一種精度降低現象或者(zhě)可以理解為數控加(jiā)工時的精度不一致現(xiàn)象。零點漂移(yí)現象(xiàng)在數控加工過程中是不可避免的,對於數控設(shè)備是普遍存在(zài)的,一般受數控(kòng)設備周圍環境因素的(de)影響較大,嚴重時會影響數控設備的正常工作(zuò)。影響零點漂移的原(yuán)因(yīn)很多,主要有溫度(dù)、冷卻液、刀具磨損、主(zhǔ)軸轉速和進給速度變化大等。
4.刀具補償
經過一定時間的數控加工後,刀具的磨(mó)損是不可避免的,其主要(yào)表現在刀具長度和刀具半徑的變化上,因此,刀具磨損補(bǔ)償也主(zhǔ)要是指刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補償。
5.刀具半徑補償
在零件輪廓加(jiā)工(gōng)中(zhōng),由於刀具總有一定的半徑如銑刀半徑,刀具(jù)中心的運動軌跡並不(bú)等於所需加工零件的實(shí)際(jì)軌跡,而(ér)是需要偏置一個刀具(jù)半徑值,這種偏移習(xí)慣上(shàng)成為刀具半徑補償。因此,進行零件輪廓數控加工時(shí)必須(xū)考慮刀具的半徑(jìng)值。需要(yào)指出的是,UG/CAM數控程(chéng)序是以理想的加工狀態和(hé)準確的刀具半徑進行編程的,刀具運動軌跡為刀心運動軌跡,沒有(yǒu)考慮數控設備的(de)狀態和刀具的磨損程度對零件數控加工(gōng)的影響。因此,無(wú)論對於(yú)輪廓編程,還是刀心編程,UG/CAM數控程序的實現必(bì)須考慮刀具半徑磨損帶來的影響,合(hé)理使(shǐ)用刀具半徑補償。
6.刀具長度補償
在數控銑(xǐ)、鏜床上,當刀具(jù)磨損或更換(huàn)刀具(jù)時,使刀具刀尖位(wèi)置不在原始(shǐ)加工的編程位置時,必須通過延長或縮短刀具長度方向一個偏置值的方法來補償其尺寸的變化,以保證加工深度或加工表麵位置仍(réng)然達到原設計要求尺寸。
7.機床坐標係
數控機床的坐標(biāo)軸命名規定(dìng)為機床的直線運動采用笛卡兒坐標係,其坐標命名為X、Y、Z,通稱為基本坐標係。以X、Y、Z坐標軸或以與X、Y、Z坐標軸平行的坐標軸線為中心旋轉的運動(dòng),分別稱為A軸、B軸、C軸,A、B、C的(de)正方向按右手螺旋定律確定。
Z軸:通常把傳遞切削力(lì)的(de)主軸規定(dìng)為Z坐標軸。對於刀具旋轉的機床,如鏜床、銑床、鑽床等,刀具旋轉(zhuǎn)的軸稱為Z軸。
X軸:X軸通常平行與工件(jiàn)裝夾麵並與Z軸垂直。對於刀具旋轉的機床,例如臥式銑床、臥式鏜(táng)床,從刀具主軸向工件方向看,右手方向為X軸的正方向,當Z軸為垂直時,對於單立柱機床如立式銑床,則沿刀具主軸向立柱方(fāng)向看,右手方向為X軸的正方向(xiàng)。
Y軸(zhóu):Y軸垂(chuí)直於(yú)X軸和Z軸,其方向可根據已確定的(de)X軸和Z軸,按右手直角笛卡兒坐(zuò)標係確定。
旋(xuán)轉軸的定義(yì)也按照右手定則,繞X軸旋轉為A軸,繞Y軸旋轉為B軸,繞Z軸旋轉為C軸。
數控機床的坐標軸如下圖所示。
數(shù)控機床的坐標軸
機床原點(diǎn)就是機床(chuáng)坐標係的(de)坐標(biāo)原點。機床上有一(yī)些固定的基準線,如主軸中心線;也有一些固定的基準(zhǔn)麵,如工作台麵、主軸端麵、工作台側麵(miàn)等。當機床的坐標軸手(shǒu)動返回各自的原點以後,用各坐標軸(zhóu)部件上(shàng)的基準線和基準(zhǔn)麵之(zhī)間(jiān)的距離便可確定機床原點的位置,該點在數控機床的使用說明書上均有說明。
8.零件加工坐標(biāo)係和坐(zuò)標原點
工件坐標係又稱編程坐標係,是由編程員在編製零件加工程序時(shí),以工件上(shàng)某一固定點為原點建立的坐標係。零件坐標(biāo)係的原點稱為零件(jiàn)零點(零件原點或程序零點(diǎn)),而編程(chéng)時的(de)刀具軌跡坐(zuò)標是按(àn)零件輪(lún)廓在零件坐標係的(de)坐標確定的(de)。
加工坐標係的原(yuán)點在機床坐標係中稱為調整點。在加工時,零件隨夾具安裝在機床上,零件的(de)裝夾位置(zhì)相對於機床是固(gù)定的,所以零件坐標係在機床坐標係中的位置也就確定了。這時測量的零件原點(diǎn)與機床原點之間(jiān)的距離稱作零件零點偏置,該偏(piān)置需要預先存(cún)儲到數控(kòng)係統中。
在加工時,零(líng)件原點偏置便能自動加到零件坐標係上,使數控係統可按機床坐標係確定加工時的絕對坐標值。因此(cǐ),編程員可以不考慮零(líng)件(jiàn)在機床上的實際安裝位置和安裝精度,而利用數控係統的(de)偏置(zhì)功能,通(tōng)過零件原點(diǎn)偏置值,補(bǔ)償零件在機床上的位置誤差,現在的數控(kòng)機床都(dōu)有這種功能,使用起來很方便。零件坐標係的位置以機床坐標係為參考點(diǎn),在一個數控機床上可以設定多個零件坐標係,分(fèn)別存儲(chǔ)在G54/G59等(děng)中,零件零點一般設在零件的設計基準、工藝基準處,便於計算尺寸。
一(yī)般數控設備可以預先設定多個工作坐標係(G54~G59),這些坐標係存儲在機床存儲器內,工作(zuò)坐標係都是以機床原點為參考點,分別以各自與機(jī)床原點的偏(piān)移(yí)量表示,需要提前輸入機(jī)床數控係統,或者說是在加(jiā)工前設定好的坐標係。
加工坐標(biāo)係(xì)(MCS)是零件加工的所有刀(dāo)具軌跡輸出點的(de)定(dìng)位基準。加工坐標係用OM-XM-YM-ZM表示。有了(le)加工(gōng)坐標係,在(zài)編程時,無(wú)需考慮(lǜ)工件在機床上的安裝位置,隻要根據工件的特點及尺寸來編程即可。
加工坐標(biāo)係的原點即為工件加工零點。工件加工零點的位(wèi)置是(shì)任意的,是由編程人員在(zài)編製數控加工程序時根據零(líng)件(jiàn)的特點選定。工件零點可(kě)以設置在(zài)加工工件上,也可以設置在夾具(jù)上或機床上。為了提高零件的加工精度,工件(jiàn)零點盡量選在精度較高的加工表麵上(shàng);為方(fāng)便數據處理和簡化程序編製,工件零點應盡量設(shè)置在零件的設計基準或(huò)工藝基準上,對於對稱零件,最好將工件零點設(shè)在對稱中(zhōng)心上,容易找準,檢查也方便(biàn)。
9.裝夾(jiá)原點
裝(zhuāng)夾(jiá)原點常見於帶回轉(或擺動)工作台的數控(kòng)機床和加(jiā)工中心,比如(rú)回(huí)轉中心,與機床參考點的偏(piān)移量可通過測量存(cún)入數控係(xì)統的原點偏置寄存器中,供數控係統原點(diǎn)偏(piān)移計算用。
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