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数控技术

数控车床精确对刀方法

时间:2015-04-01 11:21:54   作者:   来源:   阅读:4897   评论:0
本文就是一篇非常实用的文章,文中首先介绍了数控车床常用的“试切对刀法”的原理及对刀思路;接着,介绍了华中世纪星车削数控系统的四种手动试切对刀方法;为改进其对刀精度,根据“自动试切→测量→误差补偿”的思路,设计出了用程序控制的自动试切法,并总结介绍了四种精确对刀方法。文后还给出了几种对刀的示例程序,可能会对大家有所帮助。 <BR>    对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对刀的准确性决定了零件的加工度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。华中世纪星车削系统是武汉华中数控股份公司近年推出的优秀国产数控车削系统,是2004年首届全国数控技能大赛的指定数控车削系统之一。但遗憾的是,华中公司以往多通过其技术人员口头向用户说明对刀操作,在他们编写的《操作说明书》中却没有提到对刀操作,给用户学习、使用带来不便。笔者通过实践探索,结合教学、技能考证培训与加工实践的经验,将该系统的几种快速准确的试切对刀方法予以小结,供大家参考,希望借此对国产数控系统的推广,推动我国数控技能人才的培训尽一点微薄之力。 
 一、数控车试切对刀法的原理及对刀思路
深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路:使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T(应用软件版本号为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号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀(全文所举实例均与此相同)。
如图1所示,基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面,分别记录显示器(CRT)显示试切点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。根据A点与O点的机床坐标的关系:XO= XA-Φd,ZO =ZA,可以推出程序原点O的机床坐标。再根据H相对于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。这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。
1 手动试切对刀示意图 
如图2所示,由于各刀装夹在刀架的X、Z方向的伸长和位置不同,当非基准刀转位到加工位置时,刀尖位置B相对于A点就有偏置,原来建立的工件坐0系就不再适用了。此外,每把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损,因此各刀的刀偏置和磨损值需要进行补偿。获得各刀刀偏置的基本原理是:各刀均对准工件上某一基准点(如图1的A点或O点),由于CRT显示的机床坐标不同,因此将非基准刀在该点处的机床坐标通过人工计算或系统软件计算减去基准刀在同样点的机床坐标,就得到了各非基准刀的刀偏置。
   
 图2 刀具的偏置和磨损补偿 

 

受多种因素的影响,手动试切对刀法的对刀精度十分有限,将这一阶段的对刀称为粗略对刀。为得到更加准确的结果,
如图3所示
,加工前在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序,通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路,反复修调基准刀的程序起点位置和非基准刀的刀偏置,使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求,将这一阶段的对刀称为精确对刀。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提,因此一般修正了前者后再修正后者。<BR>   
 综合这两个阶段的对刀,试切法对刀的基本操作流程如下:

 

用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工计算或自动获得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大概的程序起点位置→基准刀反复调用试切程序,测量尺寸后,以步进或MDI方式移动刀架进行误差补偿,修正其程序起点的位置→非基准刀反复调用试切程序,在原刀偏置的基础上修正刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。
图3 多刀试切对刀示意   
二、几种粗略对刀方法小结   

 

下述每种方法的对刀准备工作均相同:

 

在系统MDI功能子菜单下按F2键,进入刀偏表;用▲、键移动蓝色亮条到各炊杂Φ牡镀号位置,按F5键;将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的数据均修改为零,再按下F5键。   
 1. 选定基准刀为标准刀,自动设置刀偏置法   
 如图1、图4所示,对刀步骤如下:   
(1)用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002位置处,按F5键设置2号刀为标准刀具,则所在行变成红色亮条。   
(2)用基准刀试切工件右端面,记录试切点A的Z机床坐标;试切工件外圆,记录A点的X机床坐标,退刀后停车,测量已切削轴段外径ΦD。   

标签:数控车床  精确对刀  
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