哈斯数控机床刀具及夹具的设置与管理

哈斯数控机床刀具及夹具的设置与管理第一部分：工件夹具首先应注意：在将任何类型的工件夹具放置在机床工作台上之前，应确保工作台清洁，没有任何切屑或者其他碎屑。

夹具与机床之间的切屑以及其他碎屑对二者都会造成损坏。

卡在夹具与工作台之间的金属屑可能导致夹具摇晃，所加工的部件也会产生较大误差。

同时应确保工作台上安装的所有装置保持清洁。

必须使用镗磨油石打磨定位表面。

由此可确保定位表面不会存在任何可能损坏工作台的毛刺、勾缝。

如果预备将工件夹具保留在工作台上，应涂抹少量防锈油或者WD-40®，避免工作台和工件夹具生锈、腐蚀。

在设置哈斯CNC铣床时首先需要确定如何在机床上固定工件。

铣削加工操作中有三种基本类型的工件夹具：台钳、夹钳以及卡盘。

在机床上固定工件的最常用方法为铣床台钳。

为了精确加工，在设置台钳时必须使夹紧表面平行于X或Y轴。

该操作可通过指示器实现。

按照下面的简单程序可快速、轻松测量铣床台钳。

1.在工作台上安装铣床台钳，将T形螺母以及螺栓放置到位。

2.紧固台钳右侧的螺栓，只需稍稍拧紧左侧的螺栓。

3.将磁性底座放在Z轴头部底端的任意位置。

为了确保显示读数精确，磁性底座应安装在头部的坚固部位。

缓进机床轴，使指示器头部到达台钳右侧，位于希望测量的夹紧表面上。

查看指示器的头部，使其表盘显示读数，并设置零位。

4.在整个夹紧表面上缓缓移动指示器，在台钳左侧停止。

确定台钳需要移动的方向，轻敲台钳直至指示器返回零点。

注：右侧螺栓紧固，台钳将围绕该点旋转。

使指示器慢慢返回台钳右侧，复位零点。

慢慢返回左侧，轻敲台钳，直至指示器显示零点。

现在应已非常接近平行位置。

重复上述步骤，直至指示器在整个表面保持零点。

5.在整个台钳卡爪上显示均匀读数后，首先紧固左侧螺栓，然后紧固右侧螺栓。

最后在整个表面移动指示器，确保仍然平行于机床行程。

提示：使用软锤或香槟锤将夹具或台钳轻敲到位。

使用球形斧锤或其他硬质物体可能损坏夹具。

确保在铣床台钳中定位工件时，将工件放在台钳中央。

不应将工件的大部份悬挂在台钳侧面。

这会导致移动卡爪扭曲工件，从而大大降低夹紧力。

如果您试图在悬挂工件中钻孔，Z轴推力可能导致工件的钻孔点下压，而工件的另一侧上抬。

如果需要在台钳中的工件上钻通孔，请使用阶梯形卡爪。

阶梯形卡爪可悬空固定工件，并离开台钳底部。

由此可在工件下方留出间隙，以免在钻通孔时钻入台钳。

如果只有硬质钢卡爪，没有阶梯形卡爪，可在台钳中使用一组平行杆，固定工件，使其离开台钳底部。

必须检验平行杆是否为相同尺寸，以确保工件设置平稳。

提示：大多数高精度铣床台钳都在定位表面上配有键槽及键。

由于所有哈斯铣床都配有高精度T形槽，与X轴对正，因此可使用台钳上的键在T形槽内定位台钳。

由此可确保台钳垂直于工作台。

如果您的台钳没有配置键，则可使用台钳底板（在底部配有键或合销），以便定位T形槽。

在顶部，可加工一系列孔，以便将底板连接在机床工作台上，螺纹孔可用于将台钳连接在底板上。

在T形槽内定位底板，并用螺栓固定在工作台上。

在底板上安装台钳，按照上述方法检查平行度。

现在，每次使用台钳时，只需在T形槽内定位底板，使用螺栓固定即可。

在高精度加工中，仍然必须检查平行度，并进行少量调整。

在使用夹钳通过向下压力固定部件时，必须确保夹钳降低以接触部件，返回时升高。

大多数下压夹钳使用螺旋千斤顶或者与夹钳上的锯齿啮合的锯齿块，来支撑夹钳末端，即与接触部件相对的一端。

夹钳的锯齿端必须高于夹钳接触端。

否则，夹钳将接触部件的边缘，而非顶部。

这会大大降低用于固定部件的夹紧力，并可能在部件顶部表面与侧面结合处造成凹陷。

如果使用螺旋千斤顶式的夹钳，应确保螺旋千斤顶没有直接靠在铣床工作台上。

必须使用较厚的垫片或者其他材料保护铣床工作台。

提示：在生产中使用夹钳时，应定期检查螺旋千斤顶调整情况，以确保夹钳螺旋千斤顶一端高于接触端。

在任何情况下，固定螺栓应尽可能靠近被夹紧的工件，以便传递最大夹紧压力。

在需要夹紧圆柱表面时，使用安装在机床工作台上的3爪卡盘可能最为适合。

提示：如果已经完成圆柱表面的加工，应在卡盘上安装一套软卡爪。

使用端铣刀加工卡爪，直至达到希望夹紧的表面的准确直径。

应记住在加工卡爪时，必须夹紧卡盘。

最好使用一块棒料或六角螺母－只要保证卡爪紧固，并给刀具留有空间，以便切削至所需深度。

如果您正在加工铣床台钳上的软卡爪也可如此操作。

台钳必须在执行任何加工操作之前夹紧。

第二部分：设置偏置在许多场合下，CNC程序员都在程序中将Z轴零点设置在原料的顶部。

但通常原料表面并不平坦，而且并不完全平行于任何轴。

提示：如果你需要从原料顶部设置刀具长度偏移，而且需要获得精确的刀具长度值，应在原料上轻轻过刀。

这样就可从平坦、清洁的表面测量刀具。

您也可从用于固定部件的夹具开始设置刀具长度偏移，然后逐渐增加Z轴工件坐标偏移值，直至正值，并等于部件厚度为止。

在设置刀具长度偏移时，朝Z轴零点向下缓进刀具。

在接近时，在刀具和工件之间插入一张纸。

小心向下移动刀具直至部件顶部－尽可能靠近，但纸张仍可移动。

在手轮缓进模式中切换至最小增量。

在逐渐向下缓慢移动的过程中来回抽纸。

您将开始感受到纸张上的拉力。

按下OFSET按键，然后按下PAGE UP，直至到达对应设置刀具的CLNT (LENGTH) (RADIUS)页面。

将光标置于GEOMETRY栏，然后向下移至正在设置的刀具编号。

按下TOOL OFSET MESUR。

控制设备将读取屏幕底部记录的Z轴绝对机床位置，并将其作为对应刀具编号的刀具长度输入。

提示：在设置TLO (刀具长度偏移)时，如果按下TOOL OFSET MESUR按钮是按下状态，应记录Z轴的绝对机床位置。

否则，控制设备中的设置64应关闭。

在设置工件坐标偏移时，您必须准确的定位X轴与Y轴零点。

记住，您正在测量的是主轴中心线与工件上或者夹具上的某个位置。

如果测量的是工件或者夹具的边缘，那么最常用的工具是边缘探测器。

边缘探测器由两个同心圆筒构成，用弹簧连接在一起。

在使用时，将边缘探测器放置在套爪卡盘内，稍稍偏移两半，以便在旋转时产生摆动。

然后将部件缓缓推入边缘探测器的摆动端。

边缘探测器将向上对中，然后突然失去同心度。

此时，沿着Z轴正向缓缓移动边缘探测器，升高至工件上方。

现在，缓进正在定位的轴，移动距离等于边缘探测器的半径。

确保您正处于标有"WORK ZERO OFFSET"的页面中，且光标位于G CODE (G54, 等等)栏的正确行上。

使光标跨过正确的轴，按下PART ZERO SET按钮，并确认输入正确的栏。

提示：如果您正在从工件设置TLO，只需要设置X和Y轴的工件坐标偏移。

Z轴工件坐标偏移可通过刀具长度偏移补偿。

提示：在使用边缘探测器时，1000-1500 rpm的主轴转速比较适合。

如果你需要找到某个孔或圆形部件的中心线，Indicol是一种很有用的工具。

这是一种千分表的固定装置。

配有C形夹，可将Indicol连接至机床主轴中的刀架。

Indicol还有两个或三个可调节臂，以及末端的一个夹钳，用于固定千分表。

可调节臂可用于定位指示器，使旋转直径与孔径相同。

为了找到孔的中心线，将指示器头部定位在孔上方，然后手动旋转刀架。

可检查指示器头部的旋转直径是否与孔径大致相同，确定当前位置的偏心度。

调节X 和Y 轴，在将指示器向下移入孔中之前，尽可能靠近。

一旦靠近，缓缓下降Z轴，使指示器头部进入孔中，调节臂，使指示器显示读数。

旋转指示器，使其接触四个象限中某个象限的表面(X+, X-, Y+,或者Y-)。

现在，设置指示器零点，并旋转180度。

指示器的移动距离是轴的调整距离的二倍。

如果您的指示器在负向上移动0.016，则轴在正向上的缓进距离为0.008。

现在，指示器旋转90度，然后复位零点。

指示器旋转180度，找到其他轴需要调整的距离以及方向。

记住，为了找到孔的中心线，指示器移动的距离是轴缓进距离的二倍。

对于较小的孔径，这个操作程序比较困难，但非常精确。

在每一个轴中，您可找到孔的精确的中心线，误差不超过0.0001英寸。

提示：在查找孔以及圆形部件的中心线时，同轴指示器可节省大量时间。

该指示器安装在套爪卡盘内，在主轴旋转过程中使用。

制造商声称这些指示器可用于高达800 rpm的转速，但是50到100 rpm范围比较理想；如果主轴转速过高，很难分辨哪一根轴需要调节。

固定臂可在主轴旋转过程中使指示器表面保持静止。

每一次旋转主轴，指示器表盘都将显示其偏心度。

您只需在观察指示器的运动时缓进机床轴即可。

即使指示器的偏心度高达0.250英寸也可启动旋转，而且在几秒内即可完成调节，因此节省了时间。

第三部分：刀架选择适当的刀架与选择适当的刀具同等重要。

对于所有加工场合，应尽可能选择最短的刀架。

此外，刀具在刀架中的设置应尽可能增加距离。

这样可增加刀架对刀具的夹持力，并减少振动。

主轴头部与刀尖的距离越短，整个装置的刚性就越好。

在切削时，增加刚性意味着振动更少。

哈斯自动化机械公司建议转速高达10,000 rpm或者更高的刀架的平衡应符合G2.5或者更高要求（在最高转速下）。

您可使用预平衡的刀架，但在刀架中安装刀具时应再次平衡。

刀架中的刀具应被提供充分的支撑，只有少部分没有支撑提示：平衡刀架只会改善加工状况。

可延长主轴以及刀具的使用寿命，还可改善部件表面质量以及尺寸精度。

如果安装刀具的刀架平衡不符合G2.5规范要求，可能产生较差的工件表面质量，并损坏主轴。

提示：如果要求主轴转速超过10,000 rpm，而且必须平衡刀架，那么不应使用配有固定螺丝的端铣刀架。

由于固定螺丝产生单向夹紧力，因此端铣刀架无法使刀具正常运转（与主轴同心）。

最适合高速应用的刀架为收缩配合刀架，套爪卡盘（配有平衡螺母），以及夹头或者液压夹头。

这些刀架可在刀具上产生均匀的夹紧力，因此TIR 几乎为零。

提示：对于高速加工，圆柄刀具不应带有Weldon平面。

Weldon平面会由于重量分布不均匀导致失去平衡。

从刀架中延伸出的刀具长度应尽可能短。

第四部分：切削刀具在选择切削刀具时，首先应考虑需要执行的操作。

这里简单介绍了铣削操作中最常用的基本刀具。

钻头钻头用于在工件上加工圆柱形孔。

钻孔可以是通孔或者盲孔。

盲孔是指没有完全贯穿工件的孔。

通常，工程图纸上都会规定某个钻孔需要钻至“外径深度”。

这表示孔径必须为规定深度，不考虑钻头的斜角头部。

在测量刀具长度偏移时，所测量的是钻头及其头部的长度。

那么钻孔的深度应该达到多少才能获得正确的外径深度？您需要知道钻尖的长度。

提示：钻尖的长度取决于刀锋角以及钻头直径。

钻头直径乘以某个常量即可得到钻尖的长度；常量的值取决于钻尖角度（大多数标准高速钢钻头的钻尖角为118度）。

对于钻尖角为：118度135度141度钻头直径乘以：0.3 0.207 0.177使用这些常量可计算钻尖长度，误差只有千分之几英寸。