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数控车床如何精确对刀

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数控车床如何精确对刀

  对刀是数控加工中的首要操作和重要技术,对刀的准确性决议了零件的加工精度,一起,对刀功率还直接影响数控加工功率。


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一、数控车试切对刀法的原理及对刀思路

 深化了解数控车床的对刀原理关于操作者坚持明晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀办法都具有指导意义。

 对刀的本质是断定随编程而改变的工件坐标系的程序原点在仅有的机床坐标系中的方位。对刀的首要作业是取得基准刀程序起点的机床坐标和断定非基准刀相关于基准刀的刀偏置。

 本文作以下约好来阐明试切法对刀的原理与思路:运用华中世纪星教育型车削体系HNC-21T(应用软件版别号为5.30);以工件右端面中心为程序原点,用G92指令设定工件坐标系;直径编程,程序起点H的工件坐标为(100,50);刀架上装四把刀:1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为堵截刀、4号刀为60°三角螺纹刀(全文所举实例均与此相同)。

 基准刀依照“手动试切工件的外圆与端面,别离记载显现器(CRT)显现试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。



 依据A点与O点的机床坐标的联系:XO=XA-Φd,ZO =ZA,能够推出程序原点O的机床坐标。再依据H相关于O点的工件坐标为(100,50),最后推出H点的机床坐标:XH=100-Φd,ZH= ZA+50。这样树立的工件坐标系是以基准刀的刀尖方位树立的工件坐标系。

 因为各刀装夹在刀架的X、Z方向的伸长和方位不同,当非基准刀转位到加工方位时,刀尖方位B相关于A点就有偏置,原来树立的工件坐标系就不再适用了。此外,每把刀具在运用过程中还会呈现不同程度的磨损,因而各刀的刀偏置和磨损值需求进行补偿。

 取得各刀刀偏置的根本原理是:各刀均对准工件上某一基准点(如图1的A点或O点),因为CRT显现的机床坐标不同,因而将非基准刀在该点处的机床坐标经过人工核算或体系软件核算减去基准刀在相同点的机床坐标,就得到了各非基准刀的刀偏置。

 受多种因素的影响,手动试切对刀法的对刀精度非常有限,将这一阶段的对刀称为大略对刀。为得到愈加准确的成果,如图3所示,加工前在零件加工余量范围内规划简略的主动试切程序,经过“主动试切→丈量→差错补偿”的思路,重复修调基准刀的程序起点方位和非基准刀的刀偏置,使程序加工指令值与实践丈量值的差错到达精度要求,将这一阶段的对刀称为准确对刀。

 因为确保基准刀程序起点处于准确方位是得到准确的非基准刀刀偏置的条件,因而一般批改了前者后再批改后者。

 归纳这两个阶段的对刀,试切法对刀的根本操作流程如下:用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工核算或主动取得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大约的程序起点方位→基准刀重复调用试切程序,丈量尺度后,以步进或MDI办法移动刀架进行差错补偿,批改其程序起点的方位→非基准刀重复调用试切程序,在原刀偏置的基础上批改刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。



二、几种大略对刀办法小结



下述每种办法的对刀准备作业均相同:在体系MDI功用子菜单下按F2键,进入刀偏表;用▲、键移动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号方位,按F5键;将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的数据均批改为零,再按下F5键。



1. 选定基准刀为规范刀,主动设置刀偏置法



如图1、图4所示,对刀过程如下:



(1)用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002方位处,按F5键设置2号刀为规范刀具,则所内行变成赤色亮条。



(2)用基准刀试切工件右端面,记载试切点A的Z机床坐标;试切工件外圆,记载A点的X机床坐标,退刀后泊车,丈量已切削轴段外径ΦD。



(3)基准刀按记载值经过“点动+步进”办法重回A点,在刀偏表的试切直径和试切长度栏内别离输入ΦD和零。



(4)退刀,挑选非基准刀的刀号手动换刀,让各非基准刀的刀尖别离在主轴滚动下经过“点动+步进”办法目测对准A点,然后别离在相应刀偏号的试切直径栏和试切长度栏内输入ΦD和零,则各非基准刀的刀偏置会在X、Z偏置栏处主动显现。



(5)基准刀重回A点后,MDI运转“G91 G00/或G01 X[100-ΦD] Z50”,使其处于程序起点方位。





2.将基准刀在对刀基准点处坐标置零,主动显现刀偏置法



对刀过程如下:



(1)与前述过程(2)相同。



(2)基准刀按记载值经过“点动+步进”办法重回试切点A。



(3)在图4界面按F1键“X轴置零”,按F2键“Z轴置零”,则CRT显现的“相对实践坐标”为(0,0)。



(4)手动换非基准刀,使其刀尖目测对齐A点,这时CRT上显现的“相对实践坐标”的数值,就是该刀相关于基准刀的刀偏置,用▲、键移动蓝色亮条到非基准刀的刀偏号,别离将其记载并输入到相应方位。



(5)与前述过程(5)相同。





图5 基准刀在对刀基准点坐标置零主动显现刀偏置示意图



3. 多刀试切外圆轴段,人工核算取得刀偏置法



如图6所示,体系在手动状态下对好1、2、4号刀,并切出一个台阶轴,别离记载各刀切削结尾(如图6中F、E、D点)的机床坐标,并丈量各段的直径和长度。换3号堵截刀,切一退刀槽,以堵截刀的右尖点对刀,记载B点坐标,丈量图示的ΦD3和L3。



取得了上述数据后,依据各刀对应的F、E、D、B点与程序原点O的坐标增量联系,可知基准刀的程序起点的机床坐标为( X2-ΦD2+100,Z2-L2+50);并且能够推出各非基准刀对应程序原点的机床坐标并经过人工核算取得刀偏置,核算办法如表1所示,将记载值和核算值填入相应空格处。这儿要注意:试切长度是指工件坐标零点至试切结尾之间Z方向的有向间隔,按坐标轴方向断定正、负方向。



表1 非基准刀的刀偏置核算表



此法试切过程简略,省去了目测对齐试切点的过程,但刀偏置需求人工核算取得。假如将含核算公式的核算表打印出来,数值填入其对应空格内核算,就能很快算出刀偏置。



4. 世纪星车削数控体系,多刀主动对刀法



上述对刀办法均为相对刀偏法。HNC-21T经过专业人员进行参数的设定和体系调试,还能够让用户挑选“肯定刀偏法”对刀。肯定刀偏法在加工程序编制上与前述相对刀偏法略有不同,不必要用G92或G54树立工件坐标系,也不必撤销刀补,实例可拜见程序O1005。其对刀过程如下:体系回零后,如图6所示,让各刀别离手动试切一圆柱段,丈量直径与长度尺度后,按图7所示填入在各刀对应刀偏号的试切直径于试切长度栏内,依据在“多刀试切外圆轴段,人工核算取得刀偏置法”中叙述的原理,体系软件能主动算出各刀对应程序原点的机床坐标,然后到达主动对刀的意图。这种对刀办法最快捷,特别合适于工业生产。



三、几种准确对刀办法小结



准确对刀阶段总的思路是“主动试切→丈量→差错补偿”。差错补偿分两种状况:关于基准刀MDI运转或步进移动刀架补偿其程序起点方位;关于非基准刀补偿其刀偏置或磨损值。为避免记载紊乱,规划表2所示的表格记载并核算数值。



表2 试切法对刀记载表(单位:mm)



1. 基准刀批改程序起点方位后,再独自修调各非基准刀刀偏置法



如图3所示,对刀过程如下:



(1)基准刀处于大略对刀后的程序起点方位,将各非基准刀刀偏置输入到刀偏表的相应方位。



(2)调用加工ΦD2×L2的O1000程序试切。



(3)丈量切削轴段的直径与长度,与程序指令值比较,求出差错。



(4)步进移动或MDI运转差错值,修调程序起点方位。



(5)依据丈量尺度,动态批改O1000程序下划线的指令数值并保存程序,重复过程(2)、(3),直至基准刀程序起点被批改在精度答应范围内停止,记载批改后程序起点的机床坐标并将坐标置零。



(6)别离调用O1001(1、4号刀)、O1002(3号刀)程序试切,丈量各段直径ΦDi和长度Li(i=1,4,3)。



(7)按表3所示办法进行差错补偿。



(8)重复过程(6)至过程(7),直至加工差错在精度范围内,基准刀停在程序起点方位不再移动。





表3 主动试切圆柱轴段的实践丈量尺度与程序指令值的差错补偿举例(单位:mm)



2. 各刀别离修调程序起点方位法



此法的对刀原理为:各刀均批改其程序起点方位,然后直接确保对准同一程序原点方位。



对刀过程如下:



(1) 2号基准刀处于大略对刀后的程序起点方位,且将各非基准刀刀偏置记载后均批改为零。



(2)至(5)步与第一种准确对刀办法的同序号的对刀过程相同。



(6)别离换非基准刀,把大略对刀记载的刀偏置当作非基准刀程序起点的相对坐标,调用O1000程序试切,别离丈量各段直径ΦDi和长度Li(i=1,4,3),与程序指令值比较,求出差值。



(7)步进移动或MDI运转刀架进行差错补偿,别离修调各非基准刀的程序起点方位。



(8)重复过程(6)和(7),直至各非基准刀程序起点的方位在精度答应范围内停止。



(9)将CRT显现的相对坐标当作新刀偏置,输入到刀偏表的对应刀偏号的X、Z偏置栏内。此法简略便利,批改的刀偏置直接由CRT显现的机床相对坐标得到,避免了人工核算的失误,对刀精度较高。



3. 修调基准刀程序起点方位后,再一起修调悉数非基准刀刀偏置法



此办法与第一种准确对刀办法根本相同,仅有不同之处在于过程(7)中调用的程序是一起调用了三把刀加工的O1003程序(O1004去掉2号刀加工段为O1003程序),其他过程相同。



4. 四把刀一起修调法



假如选用相对刀偏法大略对刀,先将得到的各非基准刀的刀偏置输入到刀偏表的相应方位,运转四把刀加工的O1004程序,别离丈量各段直径ΦDi和长度Li(i=2,1,4,3),求出加工差错。对基准刀,以MDI运转或步进移动刀架补偿差错值,修调程序起点方位;对非基准刀,一方面在原刀偏置的基础上批改刀偏置,将新的刀偏置从头输入到刀偏表的X、Z偏置栏内;另一方面还应将基准刀的加工差错填入到该行的磨损栏内。假如选用肯定刀偏法大略对刀,调用O1005程序试切,将各刀的加工差错补偿在其对应刀偏号的磨损栏内。



四、结束语



上述各种对刀办法,是笔者在深化了解对刀原理并结合华中世纪星车削体系的特色的基础上进行的全面总结,一切办法均已经过实践验证。教育实践标明,这些办法简洁、实用、有用,能满意数控车技术考证和工业生产的精度要求。



在粗、精对刀的多种办法中,从确保对刀精度并统筹对刀功率考虑,笔者引荐选用“多刀主动对刀法+四把刀一起修调法”或“基准刀在对刀基准点处坐标置零,主动显现刀偏置法+各刀别离修调程序起点方位法”或“基准刀在对刀基准点处坐标置零,主动显现刀偏置法+修调基准刀程序起点方位后,再一起修调悉数非基准刀刀偏置法”的组合计划。文中的对刀思路,不只合适教育型数控车床,也合适生产型数控车床,不只合适于华中数控体系也合适于其他数控体系,具有必定的推广价值。


2018年11月5日
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