简述数控机床对刀原理及方式

 行业动态     |      2019-10-09 15:50
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。仅仅知道对刀方法是不够的,还要知道数控系统的各种对刀设置方式,以及这些方式在加工程序中的调用方法,同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件等。



一、对刀原理
对刀的目的是为了建立工件坐标系,直观的说法是,对刀是确立工件在机床工作台中的位置,实际上就是求对刀点在机床坐标系中的坐标。
对于数控车床来说,在加工前首先要选择对刀点,对刀点是指用数控机床加工工件时,刀具相对于工件运动的起点。对刀点既可以设在工件上(如工件上的设计基准或定位基准),也可以设在夹具或机床上,若设在夹具或机床上的某一点,则该点必须与工件的定位基准保持一定精度的尺寸关系。
对刀时,应使指刀位点与对刀点重合,所谓刀位点是指刀具的定位基准点,对于车刀来说,其刀位点是刀尖。对刀的目的是确定对刀点(或工件原点)在机床坐标系中的绝对坐标值,测量刀具的刀位偏差值。对刀点找正的准确度直接影响加工精度。
在实际加工工件时,使用一把刀具一般不能满足工件的加工要求,通常要使用多把刀具进行加工。在使用多把车刀加工时,在换刀位置不变的情况下,换刀后刀尖点的几何位置将出现差异,这就要求不同的刀具在不同的起始位置开始加工时,都能保证程序正常运行。
为了解决这个问题,机床数控系统配备了刀具几何位置补偿的功能,利用刀具几何位置补偿功能,只要事先把每把刀相对于某一预先选定的基准刀的位置偏差测量出来,输入到数控系统的刀具参数补正栏指定组号里,在加工程序中利用T指令,即可在刀具轨迹中自动补偿刀具位置偏差。刀具位置偏差的测量同样也需通过对刀操作来实现。



二、对刀方法
在数控加工中,对刀的基本方法有试切法、对刀仪对刀和自动对刀等。本文以数控铣床为例,介绍几种常用的对刀方法。
1.试切对刀法
这种方法简单方便,但会在工件表面留下切削痕迹,且对刀精度较低。以对刀点(此处与工件坐标系原点重合)在工件表面中心位置为例采用双边对刀方式。
2、塞尺、标准芯棒、块规对刀法
此法与试切对刀法相似,只是对刀时主轴不转动,在刀具和工件之间加人塞尺(或标准芯棒、块规),以塞尺恰好不能自由抽动为准,注意计算坐标时这样应将塞尺的厚度减去。因为主轴不需要转动切削,这种方法不会在工件表面留下痕迹,但对刀精度也不够高。
3、采用寻边器、偏心棒和轴设定器等工具对刀法
操作步骤与采用试切对刀法相似,只是将刀具换成寻边器或偏心棒。这是最常用的方法。效率高,能保证对刀精度。想学数控编程,在群192-96-35-72可以帮助你。使用寻边器时必须小心,让其钢球部位与工件轻微接触,同时被加工工件必须是良导体,定位基准面有较好的表面粗糙度。z轴设定器一般用于转移(间接)对刀法。
4、转移(间接)对刀法
加工一个工件常常需要用到不止一把刀,第二把刀的长度与第一把刀的装刀长度不一样,需要重新对零,但有时零点被加工掉,无法直接找回零点,或不容许破坏已加工好的表面,还有某些刀具或场合不好直接对刀,这时候可采用间接找零的方法。
5、顶尖对刀法
a.将工件通过夹具装在机床工作台上,换上顶尖。
b.快速移动工作台和主轴,让顶尖移动到近工件的上方,寻找工件画线的中心点,降低速度移动让顶尖接近它。
c.改用微调操作,让顶尖慢慢接近工件画线的中心点,直到顶尖尖点对准工件画线的中心点,记下此时机床坐标系中的x, y坐标值。
d.卸下顶尖,装上铣刀,用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到z轴坐标值。



6、百分表(或千分表)对刀法
百分表(或千分表)对刀法(一般用于圆形工件的对刀)
a.将百分表的安装杆装在刀柄上,或将百分表的磁性座吸在主轴套筒上,移动工作台使主轴中心线(即刀具中心)大约移到工件中心,调节磁性座上伸缩杆的长度和角度,使百分表的触头接触工件的圆周面,(指针转动约0.1mm)用手慢慢转动主轴,使百分表的触头沿着工件的圆周面转动,观察百分表指针的便移情况,慢慢移动工作台的轴和轴,多次反复后,待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置(表头转动一周时,其指针的跳动量在允许的对刀误差内,如0.02mm),这时可认为主轴的中心就是轴和轴的原点。
b.卸下百分表装上铣刀,用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到z轴坐标值。
7、专用对刀器对刀法
传统对刀方法有安全性差(如塞尺对刀,硬碰硬刀尖易撞坏)占用机时多(如试切需反复切量几次),人为带来的随机性误差大等缺点,已经适应不了数控加工的节奏,更不利于发挥数控机床的功能。
用专用对刀器对刀有对刀精度高、效率高、安全性好等优点,把繁琐的靠经验保证的对刀工作简单化了,保证了数控机床的高效高精度特点的发挥,已成为数控加工机上解决刀具对刀不可或缺的一种专用工具。