
CNC數控機床對刀7大訣竅,終身受用
對刀(dao)是數控(kong)加(jia)工中(zhong)的(de)主要(yao)操作和(he)重(zhong)要(yao)技能(neng)。在(zai)一定條件(jian)下,對刀(dao)的(de)精度可以決(jue)定零(ling)件(jian)的(de)加(jia)工精度,同時,對刀(dao)效(xiao)率還直接影響數控(kong)加(jia)工效(xiao)率。僅(jin)僅(jin)知(zhi)(zhi)道(dao)對刀(dao)方(fang)(fang)法是不(bu)夠的(de),還要(yao)知(zhi)(zhi)道(dao)數控(kong)系(xi)統的(de)各種(zhong)(zhong)對刀(dao)設(she)置方(fang)(fang)式(shi)(shi),以及這些方(fang)(fang)式(shi)(shi)在(zai)加(jia)工程序中(zhong)的(de)調用方(fang)(fang)法,同時要(yao)知(zhi)(zhi)道(dao)各種(zhong)(zhong)對刀(dao)方(fang)(fang)式(shi)(shi)的(de)優缺點、使用條件(jian)等。
對(dui)(dui)刀(dao)的(de)目的(de)是為了建(jian)立工件坐標系(xi),直觀的(de)說法是,對(dui)(dui)刀(dao)是確立工件在機(ji)(ji)床工作臺中(zhong)的(de)位置,實際上就是求對(dui)(dui)刀(dao)點在機(ji)(ji)床坐標系(xi)中(zhong)的(de)坐標。
一、對刀原理
對刀(dao)的目的是為了建(jian)立(li)工件坐標系,直觀的說法是,對刀(dao)是確立(li)工件在(zai)(zai)機(ji)床(chuang)工作(zuo)臺(tai)中的位置,實際上就(jiu)是求對刀(dao)點在(zai)(zai)機(ji)床(chuang)坐標系中的坐標。
對(dui)于(yu)數控(kong)車床來說,在(zai)加工前首先要選(xuan)擇對(dui)刀(dao)點,對(dui)刀(dao)點是指用數控(kong)機(ji)床加工工件時,刀(dao)具(ju)(ju)相對(dui)于(yu)工件運動(dong)的(de)(de)起點。對(dui)刀(dao)點既可(ke)以設(she)(she)在(zai)工件上(如工件上的(de)(de)設(she)(she)計基準(zhun)(zhun)或(huo)(huo)定(ding)位基準(zhun)(zhun)),也可(ke)以設(she)(she)在(zai)夾(jia)具(ju)(ju)或(huo)(huo)機(ji)床上,若(ruo)設(she)(she)在(zai)夾(jia)具(ju)(ju)或(huo)(huo)機(ji)床上的(de)(de)某(mou)一(yi)點,則該點必須(xu)與工件的(de)(de)定(ding)位基準(zhun)(zhun)保持一(yi)定(ding)精(jing)度的(de)(de)尺寸關系(xi)。
對(dui)(dui)于(yu)數(shu)控(kong)車床(chuang)來說,在加工前首先要選擇對(dui)(dui)刀(dao)點,對(dui)(dui)刀(dao)點是指(zhi)用數(shu)控(kong)機床(chuang)加工工件(jian)時,刀(dao)具(ju)(ju)相(xiang)對(dui)(dui)于(yu)工件(jian)運(yun)動(dong)的起點。對(dui)(dui)刀(dao)點既可(ke)以設(she)在工件(jian)上(如工件(jian)上的設(she)計基(ji)準(zhun)(zhun)或定(ding)位基(ji)準(zhun)(zhun)),也(ye)可(ke)以設(she)在夾(jia)具(ju)(ju)或機床(chuang)上,若(ruo)設(she)在夾(jia)具(ju)(ju)或機床(chuang)上的某一點,則該點必須與工件(jian)的定(ding)位基(ji)準(zhun)(zhun)保(bao)持一定(ding)精度的尺寸(cun)關系。
對(dui)(dui)刀(dao)(dao)時,應使指(zhi)刀(dao)(dao)位點(dian)(dian)(dian)與對(dui)(dui)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)(dian)重合,所謂刀(dao)(dao)位點(dian)(dian)(dian)是指(zhi)刀(dao)(dao)具的(de)定(ding)位基(ji)準點(dian)(dian)(dian),對(dui)(dui)于車(che)刀(dao)(dao)來說,其刀(dao)(dao)位點(dian)(dian)(dian)是刀(dao)(dao)尖。對(dui)(dui)刀(dao)(dao)的(de)目的(de)是確(que)(que)定(ding)對(dui)(dui)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)(dian)(或工件(jian)原點(dian)(dian)(dian))在(zai)機床坐(zuo)(zuo)標(biao)系中的(de)絕(jue)對(dui)(dui)坐(zuo)(zuo)標(biao)值(zhi),測(ce)量刀(dao)(dao)具的(de)刀(dao)(dao)位偏差值(zhi)。對(dui)(dui)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)(dian)找正(zheng)的(de)準確(que)(que)度(du)直(zhi)接影響(xiang)加工精度(du)。
在實際加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)件時,使用(yong)一把(ba)刀(dao)(dao)具一般(ban)不(bu)(bu)能滿足(zu)工(gong)(gong)件的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)要求(qiu),通(tong)常要使用(yong)多把(ba)刀(dao)(dao)具進行(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。在使用(yong)多把(ba)車刀(dao)(dao)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)時,在換(huan)(huan)刀(dao)(dao)位(wei)置(zhi)不(bu)(bu)變的(de)(de)情況下(xia),換(huan)(huan)刀(dao)(dao)后(hou)刀(dao)(dao)尖點(dian)的(de)(de)幾(ji)何位(wei)置(zhi)將出現差異,這就(jiu)要求(qiu)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)刀(dao)(dao)具在不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)起始位(wei)置(zhi)開始加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)時,都能保證(zheng)程序正(zheng)常運(yun)行(xing)。
為(wei)了(le)解決這個問(wen)題(ti),機床數(shu)控系統(tong)配備了(le)刀(dao)(dao)具幾(ji)何(he)(he)位(wei)置補(bu)償(chang)的功能,利用刀(dao)(dao)具幾(ji)何(he)(he)位(wei)置補(bu)償(chang)功能,只要事(shi)先把每把刀(dao)(dao)相(xiang)對于(yu)某(mou)一預先選(xuan)定的基準刀(dao)(dao)的位(wei)置偏差(cha)測量出來,輸入到數(shu)控系統(tong)的刀(dao)(dao)具參數(shu)補(bu)正欄指(zhi)定組號里,在(zai)加工程序中利用T指(zhi)令,即可在(zai)刀(dao)(dao)具軌跡(ji)中自動補(bu)償(chang)刀(dao)(dao)具位(wei)置偏差(cha)。刀(dao)(dao)具位(wei)置偏差(cha)的測量同樣也(ye)需通(tong)過(guo)對刀(dao)(dao)操作來實現。
二、對刀方法
在數(shu)控加工(gong)中,對(dui)刀(dao)的(de)基(ji)本(ben)方法(fa)(fa)有試切(qie)法(fa)(fa)、對(dui)刀(dao)儀對(dui)刀(dao)和自動對(dui)刀(dao)等。本(ben)文以(yi)數(shu)控銑(xian)床為例,介(jie)紹幾種常用的(de)對(dui)刀(dao)方法(fa)(fa)。
1.試切對刀法
這種方法簡(jian)單方便(bian),但會(hui)在(zai)工(gong)(gong)件表(biao)面(mian)留下切削痕跡,且(qie)對刀(dao)精度較低。以(yi)對刀(dao)點(此處(chu)與工(gong)(gong)件坐標系原點重合)在(zai)工(gong)(gong)件表(biao)面(mian)中心位置為例(li)采用雙邊對刀(dao)方式。
(1)x,y向對刀。
①將工件通(tong)過夾具(ju)裝在工作臺(tai)上,裝夾時,工件的四個側面都應留出對(dui)刀的位置。
②啟動(dong)(dong)主軸中速(su)旋轉,快(kuai)速(su)移(yi)(yi)動(dong)(dong)工(gong)(gong)作臺和主軸,讓刀具(ju)快(kuai)速(su)移(yi)(yi)動(dong)(dong)到(dao)靠近工(gong)(gong)件左側有一定(ding)安全(quan)距(ju)離的位置,然后降低速(su)度移(yi)(yi)動(dong)(dong)至接近工(gong)(gong)件左側。
③靠近(jin)工件(jian)時(shi)改(gai)用(yong)微調操(cao)作(zuo)(一般(ban)用(yong)0.01mm)來靠近(jin),讓(rang)刀具(ju)慢慢接(jie)近(jin)工件(jian)左側,使刀具(ju)恰好接(jie)觸到工件(jian)左側表面(觀察(cha),聽(ting)切削聲音、看切痕(hen)、看切屑,只要(yao)出現一種情況即表示刀具(ju)接(jie)觸到工件(jian)),再回退(tui)0.01mm。記下(xia)此時(shi)機床坐(zuo)標系中顯示的坐(zuo)標值,如-240.500。
④沿(yan)z正方向退(tui)刀,至工件(jian)表面以上(shang),用同樣方法接(jie)近工件(jian)右(you)側,記(ji)下此時(shi)機床坐標系中顯示(shi)的坐標值,如-340.500。
⑤據(ju)此可得工件坐(zuo)(zuo)標(biao)系原點(dian)在機床坐(zuo)(zuo)標(biao)系中坐(zuo)(zuo)標(biao)值為{-240.500+(-340.500)}/2=-290.500。
⑥同理(li)可測得(de)工件坐(zuo)(zuo)(zuo)標(biao)系原(yuan)點在(zai)機床坐(zuo)(zuo)(zuo)標(biao)系中的坐(zuo)(zuo)(zuo)標(biao)值。
(2)z向對刀。
①將刀具(ju)快速移至工件上方(fang)。
②啟動主(zhu)軸(zhou)中速(su)(su)旋轉,快速(su)(su)移(yi)動工(gong)作臺和主(zhu)軸(zhou),讓(rang)刀具快速(su)(su)移(yi)動到靠近工(gong)件上表面有一定安全(quan)距離(li)的位置,然(ran)后降低速(su)(su)度移(yi)動讓(rang)刀具端面接近工(gong)件上表面。
③靠近工件(jian)時改(gai)用微調操作(一般用0.01mm)來靠近,讓刀(dao)(dao)(dao)(dao)具端面慢慢接近工件(jian)表面(注意刀(dao)(dao)(dao)(dao)具特別是立銑刀(dao)(dao)(dao)(dao)時最好(hao)在工件(jian)邊緣下刀(dao)(dao)(dao)(dao),刀(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)端面接觸(chu)工件(jian)表面的(de)面積小于半圓,盡量不要使立銑刀(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)中心孔(kong)在工件(jian)表面下刀(dao)(dao)(dao)(dao)),使刀(dao)(dao)(dao)(dao)具端面恰好(hao)碰到工件(jian)上表面,再(zai)將軸(zhou)再(zai)抬高,記下此時機(ji)床坐(zuo)(zuo)標(biao)系中的(de)z值,-140.400,則工件(jian)坐(zuo)(zuo)標(biao)系原點W在機(ji)床坐(zuo)(zuo)標(biao)系中的(de)坐(zuo)(zuo)標(biao)值為-140.400。
(3)將測(ce)得(de)的x,y,z值(zhi)輸入到(dao)機床工件坐標系存(cun)儲地址(zhi)G5*中(一般使用G54~G59代(dai)碼存(cun)儲對刀參數(shu))。
(4)進入(ru)面板輸入(ru)模式(MDI),輸入(ru)“G5*”,按啟(qi)動鍵(在自動模式下(xia)),運行G5*使(shi)其生效(xiao)。
(5)檢驗對刀(dao)是(shi)否正(zheng)確(que)。
2、塞尺、標(biao)準(zhun)芯棒、塊規對刀法
此法(fa)與試切對刀法(fa)相(xiang)似,只(zhi)是對刀時主軸(zhou)不轉(zhuan)動(dong),在(zai)刀具(ju)和工件之間(jian)加(jia)人塞(sai)尺(或標(biao)準芯棒、塊(kuai)規),以塞(sai)尺恰好不能自(zi)由抽動(dong)為(wei)準,注(zhu)意計算坐(zuo)標(biao)時這樣(yang)應(ying)將塞(sai)尺的(de)厚度減去。因(yin)為(wei)主軸(zhou)不需(xu)要(yao)轉(zhuan)動(dong)切削(xue),這種方法(fa)不會(hui)在(zai)工件表面(mian)留(liu)下(xia)痕跡,但對刀精(jing)度也不夠高。
3、采用尋(xun)邊器、偏心棒和軸設定(ding)器等工具(ju)對刀法
操作(zuo)步(bu)驟與(yu)(yu)采用(yong)(yong)試(shi)切對刀(dao)法(fa)(fa)相似(si),只是(shi)將(jiang)刀(dao)具換成尋邊器或(huo)偏心棒。這是(shi)最常用(yong)(yong)的方法(fa)(fa)。效率高,能保證對刀(dao)精度。想學(xue)數控編程,在群192-96-35-72可以(yi)幫助(zhu)你。使用(yong)(yong)尋邊器時(shi)必須(xu)小心,讓其鋼球部位(wei)與(yu)(yu)工(gong)件輕微(wei)接(jie)觸,同時(shi)被加工(gong)工(gong)件必須(xu)是(shi)良導體,定位(wei)基準面有(you)較好的表面粗糙度。z軸(zhou)設(she)定器一般(ban)用(yong)(yong)于轉(zhuan)移(間接(jie))對刀(dao)法(fa)(fa)。
4、轉(zhuan)移(間(jian)接)對刀法
加(jia)工一(yi)(yi)個工件常常需要用(yong)到(dao)不止一(yi)(yi)把(ba)刀,第二把(ba)刀的(de)(de)長(chang)度與第一(yi)(yi)把(ba)刀的(de)(de)裝刀長(chang)度不一(yi)(yi)樣(yang),需要重新對零,但有時(shi)零點(dian)被加(jia)工掉,無法直(zhi)接(jie)找回零點(dian),或不容許(xu)破壞已加(jia)工好(hao)的(de)(de)表面,還有某些刀具或場(chang)合不好(hao)直(zhi)接(jie)對刀,這時(shi)候(hou)可采用(yong)間接(jie)找零的(de)(de)方法。
(1)對第一把刀
①對第(di)一(yi)把刀(dao)(dao)的(de)時(shi)仍(reng)然先用試切法(fa)、塞(sai)尺法(fa)等。記下(xia)此時(shi)工(gong)件(jian)原點的(de)機(ji)床坐標(biao)z1。第(di)一(yi)把刀(dao)(dao)加工(gong)完(wan)后(hou),停轉(zhuan)主軸。
②把對刀器放在(zai)機(ji)床工作臺平整臺面上(如虎(hu)鉗大(da)表(biao)面)。
③在(zai)手輪模式(shi)下,利用手搖移(yi)動(dong)工作臺至適合位置,向下移(yi)動(dong)主軸(zhou),用刀的(de)底端(duan)壓(ya)對刀器的(de)頂(ding)部,表盤指針(zhen)轉(zhuan)動(dong),最好在(zai)一(yi)圈以(yi)內,記下此時軸(zhou)設定器的(de)示數并(bing)將相對坐標軸(zhou)清零。
④確(que)抬高主軸,取下第一把刀。
(2)對第二把刀。
①裝上第二把刀。
②在(zai)手輪模式下(xia)(xia),向(xiang)下(xia)(xia)移動(dong)(dong)主軸,用刀的底(di)端壓對刀器的頂(ding)部,表盤指針(zhen)轉動(dong)(dong),指針(zhen)指向(xiang)與(yu)第一(yi)把(ba)刀相同的示(shi)數A位置。
③記錄此時軸相對坐標對應的(de)數(shu)值(zhi)z0(帶正(zheng)負號)。
④抬(tai)高主軸,移走對刀(dao)器(qi)。
⑤將原來第(di)一把(ba)刀(dao)的G5*里的z1坐(zuo)標數據加上z0 (帶(dai)正負號(hao)),得到一個新的坐(zuo)標。
⑥這個新的坐(zuo)標就(jiu)是要找的第(di)(di)二(er)(er)把刀(dao)(dao)對應的工件原點(dian)的機床實際坐(zuo)標,將它輸人到第(di)(di)二(er)(er)把刀(dao)(dao)的G5*工作(zuo)坐(zuo)標中,這樣,就(jiu)設定好(hao)第(di)(di)二(er)(er)把刀(dao)(dao)的零點(dian)。其余刀(dao)(dao)與第(di)(di)二(er)(er)把刀(dao)(dao)的對刀(dao)(dao)方法相同(tong)。
注:如果幾把刀(dao)使用(yong)同一(yi)G5*,則步驟(zou)⑤,⑥改為把z0存進二號刀(dao)的長(chang)度參數(shu)里,使用(yong)第二把刀(dao)加(jia)工時(shi)調用(yong)刀(dao)長(chang)補正G43H02即可(ke)。
5、頂尖對刀法
(1)x,y向對刀(dao)。
①將(jiang)工件通(tong)過夾具(ju)裝(zhuang)在(zai)機床工作臺上,換上頂尖。
②快(kuai)速(su)移動工(gong)作臺和主軸,讓頂(ding)尖移動到近工(gong)件(jian)的上方,尋找工(gong)件(jian)畫線(xian)的中(zhong)心點,降(jiang)低速(su)度移動讓頂(ding)尖接近它。
③改用(yong)微(wei)調操作,讓頂(ding)尖慢慢接近工件(jian)畫線的中心(xin)點,直到頂(ding)尖尖點對準工件(jian)畫線的中心(xin)點,記(ji)下(xia)此時機(ji)床坐標(biao)系中的x, y坐標(biao)值。
(2)卸下頂尖,裝上銑刀(dao),用其他(ta)對刀(dao)方法如試切法、塞尺法等得到z軸坐標值(zhi)。
6、百分表(或千分表)對刀法(fa)
百(bai)分表(或(huo)千分表)對刀(dao)(dao)法(一般(ban)用于圓形工件的對刀(dao)(dao))
(1)x,y向對刀。
將(jiang)百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)安(an)裝桿(gan)裝在(zai)(zai)刀(dao)柄上(shang),或(huo)將(jiang)百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)磁性(xing)座吸在(zai)(zai)主軸(zhou)(zhou)套筒上(shang),移(yi)動工(gong)作(zuo)臺(tai)使主軸(zhou)(zhou)中心(xin)線(即刀(dao)具(ju)中心(xin))大約移(yi)到工(gong)件中心(xin),調節磁性(xing)座上(shang)伸(shen)縮桿(gan)的(de)(de)(de)(de)長度(du)和角度(du),使百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)頭(tou)(tou)接觸(chu)工(gong)件的(de)(de)(de)(de)圓(yuan)周面(mian),(指針(zhen)(zhen)轉(zhuan)動約0.1mm)用(yong)手(shou)慢慢轉(zhuan)動主軸(zhou)(zhou),使百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)頭(tou)(tou)沿(yan)著工(gong)件的(de)(de)(de)(de)圓(yuan)周面(mian)轉(zhuan)動,觀察百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)指針(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)便移(yi)情況,慢慢移(yi)動工(gong)作(zuo)臺(tai)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)和軸(zhou)(zhou),多次反復后,待(dai)轉(zhuan)動主軸(zhou)(zhou)時百分(fen)(fen)表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)指針(zhen)(zhen)基本(ben)在(zai)(zai)同一(yi)位置(表(biao)(biao)(biao)頭(tou)(tou)轉(zhuan)動一(yi)周時,其指針(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)跳動量(liang)在(zai)(zai)允許的(de)(de)(de)(de)對(dui)刀(dao)誤差(cha)內(nei),如0.02mm),這(zhe)時可(ke)認為主軸(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)中心(xin)就是軸(zhou)(zhou)和軸(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)原點(dian)。
(2)卸下(xia)百(bai)分表裝上(shang)銑(xian)刀(dao),用其他對刀(dao)方法(fa)如試(shi)切法(fa)、塞尺法(fa)等得到z軸(zhou)坐標值(zhi)。
7、專用對刀器(qi)對刀法
傳統對刀方法有安全性差(cha)(如塞(sai)尺對刀,硬(ying)碰硬(ying)刀尖易撞壞)占用(yong)機時多(如試(shi)切需反復切量幾次),人為帶來(lai)的(de)(de)隨機性誤(wu)差(cha)大(da)等(deng)缺點,已經適應不(bu)了數控(kong)加工的(de)(de)節奏,更不(bu)利于發(fa)揮數控(kong)機床的(de)(de)功能。
用專(zhuan)用對(dui)刀器對(dui)刀有對(dui)刀精度高(gao)、效率高(gao)、安全性好(hao)等優(you)點,把繁瑣的(de)靠經(jing)驗保證的(de)對(dui)刀工(gong)(gong)作簡單(dan)化(hua)了,保證了數控機床的(de)高(gao)效高(gao)精度特點的(de)發(fa)揮,已成為數控加工(gong)(gong)機上解(jie)決(jue)刀具(ju)對(dui)刀不可或缺(que)的(de)一種專(zhuan)用工(gong)(gong)具(ju)。