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数控加工七种对刀方式详解!学会了终生受用!

文章出处: 人气:发表时间:2020-05-22 00:17
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。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设置方式,以及这些方式在加工程序中的调用方法,同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件等。 



一、对刀原理
对刀的目的是为了建立工件坐标系,直观的说法是,对刀是确立工件在机床工作台中的位置,实际上就是求对刀点在机床坐标系中的坐标。对于数控车床来说,在加工前首先要选择对刀点,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。对刀点既可以设在工件上(如工件上的设计基准或定位基准),也可以设在夹具或机床上,若设在夹具或机床上的某一点,则该点必须与工件的定位基准保持一定精度的尺寸关系。 



二、对刀方法
在数控加工中,对刀的基本方法有试切法、对刀仪对刀和自动对刀等。本文以数控铣床为例,介绍几种常用的对刀方法。



1、试切对刀法

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

(1)x,y向对刀。

将工件通过夹具装在工作台上,装夹时,工件的四个侧面都应留出对刀的位置。

启动主轴中速旋转,快速移动工作台和主轴,让刀具快速移动到靠近工件左侧有一定安全距离的位置,然后降低速度移动至接近工件左侧。

靠近工件时改用微调操作(一般用0.01mm)来靠近,让刀具慢慢接近工件左侧,使刀具恰好接触到工件左侧表面(观察,听切削声音、看切痕、看切屑,只要出现一种情况即表示刀具接触到工件),再回退0.01mm。记下此时机床坐标系中显示的坐标值,如 240.500。

沿z正方向退刀,至工件表面以上,用同样方法接近工件右侧,记下此时机床坐标系中显示的坐标值,如 340.500。

据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中坐标值为{ 240.500+( 340.500)}/2= 290.500。

同理可测得工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。

(2)z向对刀。

将刀具快速移至工件上方。

启动主轴中速旋转,快速移动工作台和主轴,让刀具快速移动到靠近工件上表面有一定安全距离的位置,然后降低速度移动让刀具端面接近工件上表面。

靠近工件时改用微调操作(一般用0.01mm)来靠近,让刀具端面慢慢接近工件表面(注意刀具特别是立铣刀时最好在工件边缘下刀,刀的端面接触工件表面的面积小于半圆,尽量不要使立铣刀的中心孔在工件表面下刀),使刀具端面恰好碰到工件上表面,再将轴再抬高,记下此时机床坐标系中的z值, 140.400,则工件坐标系原点W在机床坐标系中的坐标值为 140.400。

(3)将测得的x,y,z值输入到机床工件坐标系存储地址G5*中(一般使用G54~G59代码存储对刀参数)。

(4)进入面板输入模式(MDI),输入“G5*”,按启动键(在自动模式下),运行G5*使其生效。

(5)检验对刀是否正确。



2、塞尺、标准芯棒、块规对刀法

此法与试切对刀法相似,只是对刀时主轴不转动,在刀具和工件之间加人塞尺(或标准芯棒、块规),以塞尺恰好不能自由抽动为准,注意计算坐标时这样应将塞尺的厚度减去。因为主轴不需要转动切削,这种方法不会在工件表面留下痕迹,但对刀精度也不够高。



3、采用寻边器、偏心棒和轴设定器等工具对刀法

操作步骤与采用试切对刀法相似,只是将刀具换成寻边器或偏心棒。这是最常用的方法。效率高,能保证对刀精度。使用寻边器时必须小心,让其钢球部位与工件轻微接触,同时被加工工件必须是良导体,定位基准面有较好的表面粗糙度。z轴设定器一般用于转移(间接)对刀法。



4、转移(间接)对刀法

加工一个工件常常需要用到不止一把刀,第二把刀的长度与第一把刀的装刀长度不一样,需要重新对零,但 有时零点被加工掉,无法直接找回零点,或不容许破坏已加工好的表面,还有某些刀具或场合不好直接对刀,这时候可采用间接找零的方法。

(1)对第一把刀。

对第一把刀的时仍然先用试切法、塞尺法等。记下此时工件原点的机床坐标z1。第一把刀加工完后,停转主轴。

把对刀器放在机床工作台平整台面上(如虎钳大表面)。

在手轮模式下,利用手摇移动工作台至适合位置,向下移动主轴,用刀的底端压对刀器的顶部,表盘指针转动,最好在一圈以内,记下此时轴设定器的示数并将相对坐标轴清零。

确抬高主轴,取下第一把刀。

(2)对第二把刀。

装上第二把刀。

在手轮模式下,向下移动主轴,用刀的底端压对刀器的顶部,表盘指针转动,指针指向与第一把刀相同的示数A位置。

记录此时轴相对坐标对应的数值z0(带正负号)。

抬高主轴,移走对刀器。

将原来第一把刀的G5*里的z1坐标数据加上z0 (带正负号),得到一个新的坐标。

这个新的坐标就是要找的第二把刀对应的工件原点的机床实际坐标,将它输人到第二把刀的

G5*工作坐标中,这样,就设定好第二把刀的零点。其余刀与第二把刀的对刀方法相同。

注:如果几把刀使用同一G5*,则步骤5), 6)改为把z0存进二号刀的长度参数里,使用第二把刀加工时调用刀长补正G43H02即可。 

对刀的方法有很多种,按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀;按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀;按是否采用基准刀,又可分为绝对对刀和相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式,都离不开试切对刀,试切对刀是最根本的对刀方法。 

 

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