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加工中心 對(duì)刀全解--非常好的整理
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本文主要敘述數(shù)控立式銑加工中心加工中常用的機(jī)內(nèi)對(duì)刀方法
數(shù)控加工中的對(duì)刀原理??Q5 o' l4 t0 `& r" O, X7 G6 i
工件在機(jī)床上定位裝夾后, 必須確定工件在機(jī)床上的正確位置, 以便與機(jī)床原有的坐標(biāo)系聯(lián)系起來。確定工件具體位置的過程就是通過對(duì)刀來實(shí)現(xiàn)的, 而這個(gè)過程的確定也就是在確定工件的編程坐標(biāo)系( 即工件坐標(biāo)系) , 編程加工都是參照這個(gè)坐標(biāo)系來進(jìn)行的。在零件圖紙上建立工件坐標(biāo)系,使零件上的所有幾何元素都有
2、確定的位置, 而工件坐標(biāo)系原點(diǎn)是以零件圖上的某一特征點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系, 使得編程坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系重合。4 c0 a( L7 J( E+ o! ?3 {
對(duì)刀操作實(shí)質(zhì)包含三方面內(nèi)容: 第一方面是刀具上的刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合; 第二方面是編程原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間建立某種聯(lián)系; 第三方面是通過數(shù)控代碼指令確定刀位點(diǎn)與工件坐標(biāo)系位置。其中刀位點(diǎn)是刀具上的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)(車刀的刀位點(diǎn)為刀尖,平頭立銑刀的刀位點(diǎn)為端面中心,球頭刀的刀位點(diǎn)通常為球心), 刀位點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡就是編程軌跡, 而對(duì)刀點(diǎn)就是加工零件時(shí),刀具上的刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。一般來說,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)上,這樣有利于
3、保證對(duì)刀精度, 也可以將對(duì)刀點(diǎn)或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)設(shè)在夾具定位元件上,這樣有利于零件的批量加工。3 s5 ^5 S'
\在數(shù)控立式銑加工中心加工操作中, 對(duì)刀的方法比較多,本文介紹常用的幾種機(jī)內(nèi)對(duì)刀操作方法。
對(duì)刀方法及其特點(diǎn)
立式銑加工中心XY 方向?qū)Φ逗蚙 方向?qū)Φ兜姆椒ㄒ约皩?duì)刀儀器是不相同的, 下面把它們區(qū)分開來進(jìn)行描述。在實(shí)際對(duì)刀之前, 要確保機(jī)床已經(jīng)返回了機(jī)床參考點(diǎn)( 機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上的一個(gè)固定基準(zhǔn)點(diǎn)) , 各坐標(biāo)軸回零, 這樣才能建立起機(jī)床坐標(biāo)系, 對(duì)刀以后才能將機(jī)床坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系有機(jī)的結(jié)合起來。
XY 方向機(jī)內(nèi)對(duì)刀主要有尋邊器對(duì)刀、試切法對(duì)刀和杠桿百分表對(duì)刀等幾種方法。
4、
3.1.1 尋邊器對(duì)刀; L' z( b6 G& k* y
尋邊器對(duì)刀精度較高, 操作簡便﹑直觀﹑應(yīng)用廣泛。采用尋邊器對(duì)刀要求定位基準(zhǔn)面應(yīng)有較好的表面粗糙度和直線度, 確保對(duì)刀精度。常用的尋邊器有標(biāo)準(zhǔn)棒(結(jié)構(gòu)簡單、成本低、校正精度不高)﹑機(jī)械尋邊器(要求主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定在500 左右)( 精度高、無需維護(hù)、成本適中)和光電尋邊器(主軸要求不轉(zhuǎn))( 精度高, 需維護(hù), 成本較高)等。在實(shí)際加工過程中考慮到成本和加工精度問題一般選用機(jī)械尋邊器來進(jìn)行對(duì)刀找正。+ `( m4 v& X$ i
|當(dāng)工件原點(diǎn)在工件中心時(shí)通常采用對(duì)稱分中法進(jìn)行對(duì)刀,其步驟如下:( 1) 裝夾工件, 將機(jī)械尋邊器裝上主軸;
5、( 2) 在MDI模式下輸入S500 M03 并啟動(dòng), 使主軸轉(zhuǎn)速為S500;( 3) 用“ 手輪”方式, 通過不斷改變倍率使機(jī)械尋邊器靠近工件X 負(fù)向表面( 操作者左側(cè)) , 測量記錄X1, 同樣運(yùn)動(dòng)機(jī)械尋邊器至工件X正向表面( 操作者右側(cè)) , 測量記錄X2( 測量記錄X 值時(shí), 必需到POS- - > 綜合- - > 機(jī)械坐標(biāo)系中讀取) ;( 4) 采用同樣的方法分別在Y 正向( 遠(yuǎn)離操作者) 負(fù)向( 正對(duì)操作者) 表面找正, 記錄Y1、Y2;( 5) 計(jì)算(X1+X2)/2,(Y1+Y2)/2, 分別將計(jì)算結(jié)果填入OFFSET SETTING- - > 坐標(biāo)系- - >G54 的X 和
6、Y 中;( 6)提升主軸, 在MDI 模式下運(yùn)行“ G90 G54 G0 X0 Y0”, 檢查找正是否正確。當(dāng)工件原點(diǎn)在工件某角( 兩棱邊交接處) , 其步驟如下:( 1)如果四邊均為精基準(zhǔn), 或者要求被加工形狀與工件毛坯有較高的位置度要求, 采用先對(duì)稱分中, 后平移原點(diǎn)的方法;( 2) 只有兩個(gè)側(cè)面為精基準(zhǔn)時(shí), 采用單邊推算法。
試切法對(duì)刀方法簡單, 但會(huì)在工件上留下痕跡,對(duì)刀精度較低, 適用于零件粗加工時(shí)的對(duì)刀。其對(duì)刀方法與機(jī)械尋邊器相同。
杠桿百分表的對(duì)刀精度較高, 但是這種操作方法比較麻煩, 效率較低, 適應(yīng)于精加工孔(面)對(duì)刀, 而在粗加工孔則不宜使用。對(duì)刀方法為: 用磁性表座將
7、杠桿百分表吸在加工中心主軸上, 使表頭靠近孔壁(或圓柱面),當(dāng)表頭旋轉(zhuǎn)一周時(shí), 其指針的跳動(dòng)量在允許的對(duì)刀誤差內(nèi), 如0.02, 此時(shí)可認(rèn)為主軸的旋轉(zhuǎn)中心與被測孔中心重合, 輸入此時(shí)機(jī)械坐標(biāo)系中X和Y 的坐標(biāo)值到G54 中。
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 向測量儀對(duì)刀、對(duì)刀塊對(duì)刀和試切法對(duì)刀等幾種方法。0 c% S4 K: B! c
3 |+ l) ~; ?. g
Z
8、向測量儀對(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。
加工中心單刀加工時(shí)Z 向?qū)Φ?
加工中心單刀加工, 類似于數(shù)控銑床對(duì)刀不存在長度補(bǔ)償?shù)膯栴}, 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 向測量儀測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向測量儀的高度( 如50.03mm) , 然后將測量值填入OFFSETSETTING- - > 坐標(biāo)系- - >G54 的Z 項(xiàng)中;( 4) 運(yùn)行G90 G54G0 X0 Y0 Z100; 檢查找正
9、是否正確。
加工中心多刀加工時(shí)Z 向?qū)Φ逗烷L度補(bǔ)償方法一
( 1) XY 方向找正設(shè)定如前, 將G54 中的XY 項(xiàng)輸入偏置值, Z 項(xiàng)值置零;, ?) B" c- X' H??S# x) B
( 2) 將用于加工的刀具T1 換上主軸, 用Z 向測量儀找正Z向值, 記錄下當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)系Z項(xiàng)值Z1, 扣除Z 向測量儀高度后, 填入長度補(bǔ)償值H1 中;
( 3) 將刀具T2 裝上主軸, 用Z 向測量儀找正讀取Z2, 扣除Z 向測量儀高度后填入H2 ;- h# _' ?% q2 d$ _5 j& b
( 4) 依次類推將所有刀具Ti 用Z 向測量儀找正, 將Zi 扣除Z 向測量儀高度后填入
10、Hi;
( 5) 編程時(shí), 采用如下方法補(bǔ)償:2 S4 q" p* d& O
G91 G28 Z0;
T1 M6;
G43 H1;
G90 G54 G0 X0 Y0 Z100;(一號(hào)刀加工內(nèi)容)% Q9 k8 C, Y$ Y1 m??{
G91 G28 Z0;3 n3 Z" K1 q5 m/ j- i
T2 M6;
G43 H2;/ V6 s' X9 {" T) [. }6 y: v6 R5 o! E
G90 G54 G00 X0 Y0 Z100; ( 二號(hào)刀加工內(nèi)容)3 H- ^0 I7 R2 V$ J
??M5;
M30;
檢查多刀找正結(jié)果:
G91 G28 Z
11、0;- G, x9 u( a) c" ?3 L
T1 M6;
G43 H1;
G90 G54 G0 X0 Y0 Z100;* `& A0 W- Y; @% Q% G$ ~: I. ~% b
M1; ??( 根據(jù)刀具數(shù)量, 分別編寫相應(yīng)類似程序段) 。
加工中心多刀加工時(shí)Z 向?qū)Φ逗烷L度補(bǔ)償方法二5 I% u& ^# A% y
事先在刀具測量儀上測量并記錄刀具( 連刀柄) 長度h1、h2、h3??;6 P$ q! L1 ?& x??z2 O; C
( 2) 找正時(shí)將上述刀具選擇其一Ti, 裝上主軸( 通常選擇端銑刀) ;; W6 m1 `1 R! T7 F5 S
( 3) 移動(dòng)Z
12、 向位置, 用Z 向測量儀找正Z 向值, 記錄當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)系中的Z 向讀數(shù)Z1;+ F2 F* l3 A- h/ s: ^: Z) B
( 4) 將Z1 扣除Z 向測量儀高度, 再扣除Ti 的長度hi, 將計(jì)算結(jié)果填入G54 的Z 項(xiàng)中;
( 5) 將各刀長度h1、h2、h3（與H1的差值算出）?, 分別填入機(jī)床長度補(bǔ)償存儲(chǔ)器H1、H2、H3 中;??W0 u& _7 \* w8 u, z7 J! S3 i
( 6) 編程方法及刀具長度補(bǔ)償調(diào)用格式同前述。
多刀加工方法一簡便, 無需購買額外設(shè)備, 但當(dāng)加工程序刀具較多時(shí), 稍顯麻煩, 每次更換零件需要多次重復(fù)對(duì)刀。多刀加工方法一的工件
13、坐標(biāo)系原點(diǎn)為工件中心正上方, 當(dāng)長度補(bǔ)償取消后相對(duì)安全。多刀加工方法二工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位于工件上表面與主軸底端緊貼時(shí)的位置, 當(dāng)長度補(bǔ)償取消后存在潛在危險(xiǎn)。
采用對(duì)刀塊對(duì)刀
為了避免損傷已加工的工件表面,在刀具和工件之間采用標(biāo)準(zhǔn)芯軸和塊規(guī)對(duì)刀, 其對(duì)刀過程類似Z 向測量儀對(duì)刀, 完全憑經(jīng)驗(yàn)手感使對(duì)刀塊與工件表面輕微接觸, 計(jì)算時(shí)應(yīng)將對(duì)刀塊的厚度扣除, 可見對(duì)刀精度不夠高。
采用試切法對(duì)刀方法簡單, 但會(huì)在工件上留下痕跡,且對(duì)刀精度較低, 適用于零件粗加工時(shí)對(duì)刀操作。其對(duì)刀方法與Z向測量儀相同。
注意事項(xiàng)及解決措施. F( b* r( S7 l/ c* r* S2 S
( 1) 對(duì)刀操作以前, 必須先執(zhí)行機(jī)床回參考點(diǎn)操作, 否則出現(xiàn)危險(xiǎn);??_2 L; Z$ {1 G8 G4 Z' y: Q
( 2) 計(jì)算必須準(zhǔn)確;! P- e7 ?' }/ j
( 3) 用G54 設(shè)定工件坐標(biāo)系, 應(yīng)在MDI 方式下進(jìn)行;
( 4) 使用對(duì)刀程序, 可以防止由于對(duì)刀不準(zhǔn)確等原因出現(xiàn)危險(xiǎn)。
加工中心 對(duì)刀全解--非常好的整理
