摘要：在數(shù)控加工中對(duì)刀是相當(dāng)重要的操作內(nèi)容，其準(zhǔn)確性、操作精度會(huì)對(duì)零件的加工精度帶來(lái)巨大的影響。本文針對(duì)數(shù)控銑床的對(duì)刀方法進(jìn)行了探討，分析了在零件加工過(guò)程中相對(duì)比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的對(duì)刀方法，對(duì)保證和提高零件加工精度有參考作用。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言 ，要實(shí)現(xiàn)零件的精確加工，需依靠程序代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，而程序代碼可通過(guò)手工和自動(dòng)兩種方式獲得。但不管采用哪種方式獲得的程序代碼，在加工之前都需要對(duì)刀操作。因此對(duì)于加工人員而言，必須弄清楚機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系，以及如何精確對(duì)刀，才能加工出高質(zhì)量的零件。本文在這方面總結(jié)了方法和經(jīng)驗(yàn)，值得同行參考。
1、機(jī)床與工件坐標(biāo)系關(guān)系分析
機(jī)床坐標(biāo)系又稱機(jī)械坐標(biāo)系，是由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)定，用以確定工件、刀具等在機(jī)床中的位置。開(kāi)機(jī)后，一般通過(guò)回零、回參考點(diǎn)操作使機(jī)床自動(dòng)找到機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它是其他所有坐標(biāo)系的參照系。
工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系，目的是對(duì)工件定位；也是編程人員根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，在圖紙上建立的坐標(biāo)系，用以確定零件輪廓上各基點(diǎn)的坐標(biāo)值。
如何實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，對(duì)于操作者而言就至關(guān)重要。本文通過(guò)對(duì)數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法的探討，把工件坐標(biāo)系下的各基點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)床坐標(biāo)系下進(jìn)而建立兩坐標(biāo)系間的關(guān)系。在數(shù)控銑床或加工中心中通常使用G54、G55、G56、G57、G58、G59存放六個(gè)不同的工件零點(diǎn)；對(duì)刀時(shí)，把對(duì)刀值可以輸入到任意一個(gè)預(yù)置的坐標(biāo)系下，加工時(shí)可通過(guò)輸入相應(yīng)的坐標(biāo)系，即可調(diào)用寄存器中存放的偏置量。
2、對(duì)刀方法
因數(shù)控銑床和加工中心涉及到X軸、Y軸和Z軸三個(gè)坐標(biāo)軸，所以在對(duì)刀過(guò)程中需對(duì)X、Y和Z軸分別對(duì)刀（注意對(duì)刀時(shí)三個(gè)坐標(biāo)軸不分先后）。試切法對(duì)刀是實(shí)際中應(yīng)用的最多的一種對(duì)刀方法。下面FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例，介紹具體操作方法。
2.1 單邊對(duì)刀法
如圖1所示，工件坐標(biāo)系建在毛坯的中間，假設(shè)毛坯尺寸為100X80X20，且毛坯的所有表面均已被加工，所選刀具尺寸為φ20，因?qū)Φ稌r(shí)刀具的投影為圓，所以在圖1中均以φ20的圓作為刀具。
和Y軸對(duì)刀需要完成以下步驟：一是將工件通過(guò)夾具裝在工作臺(tái)上，裝夾時(shí)，工件的四個(gè)側(cè)面都應(yīng)留出對(duì)刀的位置。想學(xué)習(xí)UG數(shù)控編程加點(diǎn)冠教育的老師幫助你可以免費(fèi)領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料和課程！二是使刀具以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，借助手動(dòng)或手搖方式移動(dòng)工作臺(tái)，使刀具靠近毛坯左面，移動(dòng)主軸使刀具在Z方向下適量的深度，通過(guò)觀察鐵屑或聽(tīng)切削聲音的方法判定刀具是否接觸到毛坯左面，如圖2所示。
位置不動(dòng)，通過(guò)控制面板上的OFSSET按鈕進(jìn)入到G54-G59坐標(biāo)系的界面，以G54坐標(biāo)系為例，如圖3所示。把光標(biāo)定位到其對(duì)應(yīng)的X，輸入-(100/2+20/2)=-60，然后點(diǎn)擊測(cè)量，此時(shí)X值對(duì)刀完成。如果刀具靠近毛坯的右面，此時(shí)應(yīng)輸入的數(shù)值為+60。同理通過(guò)控制刀具接觸毛坯的前面或后面可實(shí)現(xiàn)Y軸方向的對(duì)刀。
2）Z軸對(duì)刀
刀具旋轉(zhuǎn)，控制工作臺(tái)和主軸快速移動(dòng)，讓刀具移動(dòng)到靠近工件上表面有一定安全距離的位置后，降低移動(dòng)速度使刀具底面和工件上表面接觸，此時(shí)，調(diào)出G54坐標(biāo)系，如圖4所示，把光標(biāo)定位到Z輸入0，點(diǎn)擊測(cè)量下方對(duì)應(yīng)的軟鍵即可實(shí)現(xiàn)對(duì)Z軸的對(duì)刀。
此種對(duì)刀方法中，X軸和Y軸的對(duì)刀，刀具只需和毛坯的一面接觸即可，但對(duì)刀時(shí)需要知道毛坯和刀具的尺寸，故適合規(guī)則毛坯的對(duì)刀。
2.2 雙邊對(duì)刀法
仍然以剛才的毛坯為例來(lái)講述，因這種方法中Z軸對(duì)刀與單邊對(duì)刀方法相同，重點(diǎn)分析X軸和Y軸對(duì)刀方法。
X軸和Y軸對(duì)刀需要3步操作：
1）通過(guò)移動(dòng)主軸和毛坯，使刀具碰到毛坯的左面，通過(guò)控制面板上的POS按鈕進(jìn)入相對(duì)坐標(biāo)的界面，然后輸入X，此時(shí)發(fā)現(xiàn)屏幕上的X坐標(biāo)開(kāi)始閃爍，按下屏幕下面對(duì)應(yīng)的歸零軟鍵，此時(shí)，屏幕上的X值顯示為0。
2）沿Z正方向退刀,通過(guò)手動(dòng)方式和手搖方式使刀具接觸到毛坯的右面，查看并記住此時(shí)屏幕上X顯示的數(shù)值（注意：在移動(dòng)過(guò)程中Y軸方向保持不動(dòng)）。
3）調(diào)出G54坐標(biāo)系，把光標(biāo)定位到X，輸入“1/2數(shù)值”并保留原正號(hào)或負(fù)號(hào)（如果是正號(hào)，符號(hào)可以省略），然后點(diǎn)擊測(cè)量下方的軟鍵完成X軸方向的對(duì)刀。
同理，通過(guò)控制刀具分別和毛坯的前面和后面接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)Y軸的對(duì)刀。
此種對(duì)刀方法中X軸和Y軸的對(duì)刀，刀具需和毛坯的左面和右面以及前面和后面均接觸，但對(duì)刀時(shí)不需要考慮毛坯的尺寸和刀具的尺寸，故適合規(guī)則和不規(guī)則毛坯的對(duì)刀。
3、檢驗(yàn)對(duì)刀結(jié)果
當(dāng)采用任意一種試切法完成對(duì)刀后，為了防止對(duì)刀錯(cuò)誤造成刀具和毛坯的浪費(fèi)，建議可通過(guò)在MDI的方式下，輸入“G54 G90 G00 XO Y0 Z100.”指令進(jìn)行對(duì)刀的檢驗(yàn)，運(yùn)行時(shí)，建議把倍率開(kāi)關(guān)調(diào)到0的位置后，按循環(huán)起動(dòng)鍵(在“自動(dòng)”模式下)，然后把倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整到較小的數(shù)值 ， 使刀具以較慢的速度運(yùn)行 ， 執(zhí)行完該指令后，觀察刀具是否到達(dá)指定位置，以便檢驗(yàn)對(duì)刀的正確性。
4 、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法分析與探究幫助學(xué)生能夠靈活的根據(jù)毛坯形狀的不同選擇合理的對(duì)刀方法，進(jìn)而保證零件的加工精度。對(duì)刀在零件加工中是必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)刀的方法種類有很多，本文中介紹到的方法很實(shí)用也很簡(jiǎn)單，還有許多更精確、更方便的對(duì)刀方法等著去開(kāi)發(fā)和研究。
5、Z 方向?qū)Φ?br />
考慮到對(duì)刀的工藝性, 通常將工件的上表面作為工件坐標(biāo)系Z 方向的原點(diǎn)。當(dāng)零件的上表面比較粗糙不能用做對(duì)刀精基準(zhǔn)時(shí), 也有以虎鉗或工作臺(tái)為基準(zhǔn)作為工件坐標(biāo)系Z 方向的原點(diǎn), 然后在G54 或擴(kuò)展坐標(biāo)系中向上補(bǔ)正工件高度填入。Z 方向機(jī)內(nèi)對(duì)刀主要有Z 向測(cè)量?jī)x對(duì)刀、對(duì)刀塊對(duì)刀和試切法對(duì)刀等幾種方法。
6、Z 向測(cè)量?jī)x對(duì)刀
Z 向測(cè)量?jī)x對(duì)刀精度較高, 特別在銑削加工中心多把刀具在機(jī)上對(duì)刀時(shí), 對(duì)刀效率較高, 投資少, 適合于單件零件加工。
1） 加工中心單刀加工時(shí)Z 向?qū)Φ?br />
加工中心單刀加工, 類似于數(shù)控銑床對(duì)刀不存在長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題, 步驟如下:
( 1) 換上將用于加工的刀具;
( 2) 運(yùn)動(dòng)刀具到工件正上方, 用Z 向測(cè)量?jī)x測(cè)量工件與刀具之間的距離, 記錄下當(dāng)前機(jī)床( 機(jī)械) 坐標(biāo)系的Z 軸讀數(shù)Z;
( 3) 將Z 值扣除此時(shí)Z向測(cè)量?jī)x的高度( 如50.03mm) , 然后將測(cè)量值填入OFFSETSETTING- - > 坐標(biāo)系- - >G54 的Z 項(xiàng)中;
( 4) 運(yùn)行G90 G54G0 X0 Y0 Z100; 檢查找正是否正確
數(shù)控銑床和加工中心如何對(duì)刀?
數(shù)控銑床和加工中心如何來(lái)對(duì)刀呢？是不是一樣的呢，一起來(lái)看看吧！ 其實(shí)加工中心和銑床對(duì)刀方法一樣 1，銑刀慢慢靠近毛坯左面，當(dāng)稍微刮上時(shí)，按X鍵 這時(shí)屏幕會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“起源”鍵 按這個(gè)鍵，屏幕上X的值變成0； 2，抬起Z軸，將刀具移動(dòng)到毛坯右面（Y軸不能動(dòng)）Z軸放下，慢慢移動(dòng)刀具刮毛坯右面，稍微刮上時(shí)停止，X變成另一個(gè)值。（假設(shè)這個(gè)值是K)； 3，按OFFSET鍵 在G54下X的值那輸入二分之一K。按測(cè)量，X軸就對(duì)好了； 4，Y軸方法和X軸一樣，用刀具掛毛坯的前后； 5，Z軸 是用刀具在毛坯上面慢慢放下 稍刮上表面時(shí)停止，按OFFSET G54下Z軸那輸入Z0 按測(cè)量。這樣就對(duì)好了。
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