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    臺一電火花機:數控銑床加工中心常見對刀方法閱讀次數 [3347] 發布時間 :2015-09-21 11:22:29
    對刀是數控加工中最重要的操作內容,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求相適應。該文較系統地講述了數控銑床(加工中心)常見對刀方法的使用及其優缺點,有一定的實用價值。對刀的目的是通過刀具或對刀工具確定工件坐標系原點(程序原點)在機床坐標系中的位置,并將對刀數據輸入到相應的存儲位置或通過G92指令設定。它是數控加工中最重要的操作內容,其準確性將直接影響零件的加工精度。
    一、工件的定位與裝夾(對刀前的準備工作)
    在數控銑床上常用的夾具有平口鉗、分度頭、三爪自定心卡盤和平臺夾具等,經濟型數控銑床裝夾時一般選用平口鉗裝夾工件。把平口鉗安裝在銑床工作臺面中心上,找正、固定
    平口鉗,根據工件的高度情況,在平口鉗鉗口內放入形狀合適和表面質量較好的墊鐵后,再放入工件,一般是工件的基準面朝下,與墊鐵面緊靠,然后擰緊平口鉗。
    二、對刀點、換刀點的確定
    (1)對刀點的確定
    對刀點是工件在機床上定位裝夾后,用于確定工件坐標系在機床坐標系中位置的基準點。對刀點可選在工件上或裝夾定位元件上,但對刀點與工件坐標點必須有準確、合理、簡單的位置對應關系,方便計算工件坐標系的原點在機床上的位置。一般來說,對刀點最好能與工件坐標系的原點重合。
    (2)換刀點的確定
    在使用多種刀具加工的銑床或加工中心上,工件加工時需要經常更換刀具,換刀點應根據換刀時刀具不碰到工件、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。對刀方法一定要同零件加工精度要求相適應。
    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)塞尺、標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。
    另外根據選擇對刀點位置和數據計算方法的不同,又可分為單邊對刀、雙邊對刀、轉移(間接)對刀法和“分中對零”對刀法(要求機床必須有相對坐標及清零功能)等。
    1.試切對刀法
    這種方法簡單方便,但會在工件表面留下切削痕跡,且對刀精度較低。
    如圖1所示,以對刀點(此處與工件坐標系原點重合)在工件表面中心位置為例(采用雙邊對刀方式)。
    試切對刀法

    (1)X、Y向對刀
    ◎將工件通過夾具裝在工作臺上,裝夾時,工件的四個側面都應留出對刀的位置。
    ◎起動主軸中速旋轉,快速移動工作臺和主軸,讓刀具快速移動到靠近工件左側有一定安全距離的位置,然后降低速度移動至接近工件左側。
    ◎靠近工件時改用微調操作(一般用0.01mm來靠近),讓刀具慢慢接近工件左側,使刀具恰好接觸到工件左側表面(觀察,聽切削聲音、看切痕、看切屑,只要出現其中一種情況即表示刀具接觸到工件),再回退0.01mm。記下此時機床坐標系中顯示的X坐標值,如-240.500等。
    ◎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,記下此時機床坐標系中顯示的X坐標值,如-340.500等。
    ◎據此可得工件坐標系原點在機床坐標系中X坐標值為{-240.500+(-340.500)}/2=-290.500。
    ◎同理可測得工件坐標系原點W 在機床坐標系中的Y坐標值。
    (2)Z向對刀
    ◎將刀具快速移至工件上方。
    ◎起動主軸中速旋轉,快速移動工作臺和主軸,讓刀具快速移動到靠近工件上表面有一定安全距離的位置,然后降低速度移動讓刀具端面接近工件上表面。
    ◎靠近工件時改用微調操作(一般用0.01mm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),使刀具端面恰好碰到工件上表面,再將Z軸再抬高0.01mm,記下此時機床坐標系中的Z值,如-140.400等,則工件坐標系原點W在機床坐標系中的Z坐標值為-140.400。
    (3)數據存儲
    將測得的X、Y、Z值輸入到機床工件坐標系存儲地址G5*中(一般使用G54~G59代碼存儲對刀參數)。
    (4)起動生效
    進入面板輸入模式(MDI),輸入“G5*”,按起動鍵(在“自動”模式下),運行G5*使其生效。
    (5)檢驗
    檢驗對刀是否正確,這一步是非常關鍵的。
    2.塞尺、標準芯棒、塊規對刀法
    此法與試切對刀法相似,只是對刀時主軸不轉動,在刀具和工件之間加入塞尺(或標準芯棒、塊規),以塞尺恰好不能自由抽動為準,注意計算坐標時這樣應將塞尺的厚度減去。因為主軸不需要轉動切削,這種方法不會在工件表面留下痕跡,但對刀精度也不夠高。
    3.采用尋邊器、偏心棒和Z軸設定器等工具對刀法
    操作步驟與采用試切對刀法相似,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,能保證對刀精度。使用尋邊器時必須小心,讓其鋼球部位與工件輕微接觸,同時被加工工件必須是良導體,定位基準面有較好的表面粗糙度。Z軸設定器一般用于轉移(間接)對刀法。
    加工一個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同,需要重新對零,但有時零點被加工掉,無法直接找回零點,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刀。這時候可采用間接找零的方法。
    (1)對第一把刀
    ◎對第一把刀的Z時仍然先用試切法、塞尺法等。記下此時工件原點的機床坐標Z1。第一把刀加工完后,停轉主軸。
    ◎把對刀器放在機床工作臺平整臺面上(如虎鉗大表面)。
    ◎在手輪模式下,利用手搖移動工作臺至適合位置,向下移動主軸,用刀的底端壓對刀器的頂部,表盤指針轉動,最好在一圈以內,記下此時Z軸設定器的示數A并將相對坐標Z軸清零。
    ◎抬高主軸,取下第一把刀。
    (2)對第二把刀
    ◎裝上第二把刀。
    ◎在手輪模式下,向下移動主軸,用刀的底端壓對刀器的頂部,表盤指針轉動,指針指向與第一把刀相同的示數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*里的Z1坐標數據加上Z0(帶正負號),得到一個新的Z坐標
    ◎這個新的Z坐標就是我們要找的第二把刀對應的工件原點的機床實際坐標,將它輸入到第二把刀的G5*工作坐標中,這樣,就設定好了第二把刀的零點。其余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存進二號刀的長度參數里,使用第二把刀加工時調用刀長補正G43H02即可。
    4.頂尖對刀法
    (1)X、Y向對刀
    ◎將工件通過夾具裝在機床工作臺上,換上頂尖。
    ◎快速移動工作臺和主軸,讓頂尖移動到近工件的上方,尋找工件畫線的中心點,降低速度移動讓頂尖接近它。
    ◎改用微調操作,讓頂尖慢慢接近工件畫線的中心點,直到頂尖尖點對準工件畫線的中心點,記下此時機床坐標系中的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。
    5.百分表(或千分表)對刀法
    該方法一般用于圓形工件的對刀。
    (1)X、Y向對刀
    如圖2所示,將百分表的安裝桿裝在刀柄上,或將百分表的磁性座吸在主軸套筒上,移動工作臺使主軸中心線(即刀具中心)大約移到工件中心,調節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,(指針轉動約0.1mm)用手慢慢轉動主軸,使百分表的觸頭沿著工件的圓周面轉動,觀察百分表指針的便移情況,慢慢移動工作臺的X軸和Y軸,多次反復后,待轉動主軸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
    卸下百分表裝上銑刀,用其他對刀方法如試切法、塞尺法等得到Z軸坐標值。
    圖2 百分表(或千分表)對刀法
    百分表(或千分表)對刀法
    6.專用對刀器對刀法
    傳統對刀方法有安全性差(如塞尺對刀,硬碰硬刀尖易撞壞)、占用機時多(如試切需反復切量幾次)及人為帶來的隨機性誤差大等缺點,已經適應不了數控加工的節奏,非常不利于發揮數控機床的功能。用專用對刀器對刀有對刀精度高、效率高、安全性好等優點,把繁瑣的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揮,已成為數控加工機上解決刀具對刀不可或缺的一種專用工具。由于加工任務不同,專用對刀器也千差萬別,在這里就不再展開了,讀者可在具體的工作中根據不同的需要設計不同的對刀器,來滿足各自的加工需求。
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