数控加工中心常用对刀方法及其应用[].pdf

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1、2007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。传统的普通机床逐渐被高精度高效率高自

2、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

3、现的,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

4、编程轨迹,而对刀点就是加工零件时,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

5、一个固定基准点),各坐标轴回零,这样才能建立起机床坐标系,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

6、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

7、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,(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

8、用于零件粗加工时的对刀。其对刀方法与机械寻边器相同。3.1.3杠杆