数控加工中心常用对刀方法及其应用[1].pdf

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1、数控加工中心常用对刀方法及其应用[1].pdf2007年8月广西轻工业第8期(总第105期)GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY机械与电气数控加工中心常用对刀方法及其应用丁海萍,顾剑锋(南通职业大学,江苏南通226007)【摘要】阐述数控加工中心加工中常用的几种典型对刀的操作方法,对在对刀过程中功能模块进行描述比较,并对其在数控编程和加工中的应用进行介绍。【关键词】对刀;测量仪器;编程原点;工件坐标系【中图分类号】TP29【文献标识码】A1引言随着科学技术和社会生产的迅速发展,机械产品日趋复杂,社会对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。传统的普通机床

2、逐渐被高精度高效率高自动化的数控机床所代替。数控机床的普及使用以及计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术的迅速发展,大幅度地缩短了产品的制造周期,提高了产品的加工质量和市场竞争力,因而具有广泛的发展前景和显著的经济效益。而在数控加工中,对刀是很关键的一步,对刀操作的不正确,将直接影响零件的加工质量。也可能导致刀具与数控机床发生碰撞,造成不良后果。本文主要叙述数控立式铣加工中心加工中常用的机内对刀方法,并与数控编程有机的结合起来。2数控加工中的对刀原理工件在机床上定位装夹后,必须确定工件在机床上的正确位置,以便与机床原有的坐标系联系起来。确定工件具体位置的过程就是通过对刀来实现

3、的,而这个过程的确定也就是在确定工件的编程坐标系(即工件坐标系),编程加工都是参照这个坐标系来进行的。在零件图纸上建立工件坐标系,使零件上的所有几何元素都有确定的位置,而工件坐标系原点是以零件图上的某一特征点为原点建立坐标系,使得编程坐标系与工件坐标系重合。对刀操作实质包含三方面内容:第一方面是刀具上的刀位点与对刀点重合;第二方面是编程原点与机床参考点之间建立某种联系;第三方面是通过数控代码指令确定刀位点与工件坐标系位置。其中刀位点是刀具上的一个基准点(车刀的刀位点为刀尖,平头立铣刀的刀位点为端面中心,球头刀的刀位点通常为球心),刀位点相对运动的轨迹就是编程轨迹,而对刀点就是加工

4、零件时,刀具上的刀位点相对于工件运动的起点。一般来说,对刀点应选在工件坐标系的原点上,这样有利于保证对刀精度,也可以将对刀点或对刀基准设在夹具定位元件上,这样有利于零件的批量加工。在数控立式铣加工中心加工操作中,对刀的方法比较多,本文介绍常用的几种机内对刀操作方法。对刀过程流程图如图1:【文章编号】1003-2673(2007)08-0051-023对刀方法及其特点立式铣加工中心XY方向对刀和Z方向对刀的方法以及对刀仪器是不相同的,下面把它们区分开来进行描述。在实际对刀之前,要确保机床已经返回了机床参考点(机床参考点是数控机床上的一个固定基准点),各坐标轴回零,这样才能建立起机床

5、坐标系,对刀以后才能将机床坐标系和编程坐标系有机的结合起来。3.1XY方向对刀XY方向机内对刀主要有寻边器对刀、试切法对刀和杠杆百分表对刀等几种方法。3.1.1寻边器对刀寻边器对刀精度较高,操作简便﹑直观﹑应用广泛。采用寻边器对刀要求定位基准面应有较好的表面粗糙度和直线度,确保对刀精度。常用的寻边器有标准棒(结构简单、成本低、校正精度不高)﹑机械寻边器(要求主轴转速设定在500左右)(精度【作者简介】丁海萍(1979-),南通职业大学助理教师,研究方向:数控机床应用与加工。高、无需维护、成本适中)和光电寻边器(主轴要求不转)(精度高,需维护,成本较高)等。在实际加工过程中考虑到成

6、本和加工精度问题一般选用机械寻边器来进行对刀找正。图2为机械寻边器简图。当工件原点在工件中心时通常采用对称分中法进行对刀,其步骤如下:(1)装夹工件,将机械寻边器装上主轴;(2)在MDI模式下输入S500M03并启动,使主轴转速为S500;(3)用“手轮”方式,通过不断改变倍率使机械寻边器靠近工件X负向表面(操作者左侧),测量记录X1,同样运动机械寻边器至工件X正向表面(操作者右侧),测量记录X2(测量记录X值时,必需到POS-->综合-->机械坐标系中读取);(4)采用同样的方法分别在Y正向(远离操作者)负向(正对操作者)表面找正,记录Y1、Y2;(5)计算(X1+X2)/2,

7、(Y1+Y2)/2,分别将计算结果填入OFFSETSETTING-->坐标系-->G54的X和Y中;(6)提升主轴,在MDI模式下运行“G90G54G0X0Y0”,检查找正是否正确。当工件原点在工件某角(两棱边交接处),其步骤如下:(1)如果四边均为精基准,或者要求被加工形状与工件毛坯有较高的位置度要求,采用先对称分中,后平移原点的方法;(2)只有两个侧面为精基准时,采用单边推算法。3.1.2试切法对刀试切法对刀方法简单,但会在工件上留下痕迹,对刀精度较低,适用于零件粗加工时的对