数控车床对刀的原理及方法

一、数控车床对刀得原理:
对刀就是数控加工中得主要操作与重要技能。

在一定条件下,对刀得精度可以决定零件得加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。

仅仅知道对刀方法就是不够得,还要知道数控系统得各种对刀设置方式,以及这些方式在加工程序中得调用方法,同时要知道各种对刀方式得优缺点、使用条件等。

一般来说,数控加工零件得编程与加工就是分开进行得。

数控编程员根据零件得设计图纸,选定一个方便编程得工件坐标系,工件坐标系一般与零件得工艺基准或设计基准重合,在工件坐标系下进行零件加工程序得编制。

对刀时,应使指刀位点与对刀点重合,所谓刀位点就是指刀具得定位基准点,对于车刀来说,其刀位点就是刀尖、对刀得目得就是确定对刀点, 在机床坐标系中得绝对坐标值,测量刀具得刀位偏差值、对刀点找正得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得加工要求,通常要使用多把刀具进行加工。

在使用多把车刀加工时,在换刀位置不变得情况下,换刀后刀尖点得几何位置将出现差异,这就要求不同得刀具在不同得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得功能,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得基准刀得位置偏差测量出来,输入到数控系统得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。

刀具位置偏差得测量同样
也需通过对刀操作来实现。

生产厂家在制造数控车床,必须建立位置测量、控制、显示得统一基准点,该基准点就就是机床坐标系原点,也就就是机床机械回零后所处得位置。

数控机床所配置得伺服电机有绝对编码器与相对编码器两种,绝对编码器得开机不用回零,系统断电后记忆机床位置,机床零点由参数设定。

相对编码器得开机必须回零,机床零点由机床位置传感器确定、编程员按工件坐标系中得坐标数据编制得刀具运行轨迹程序,必须在机床坐标系中加工,由于机床原点与工件原点存在X向偏移距离与Z向偏移距离,使得实际得刀尖位置与程序指令得位置有同样得偏移距离,因此,须将该距离测量出来并设置进数控系统,使系统据此调
整刀具得运动轨迹,才能加工出符合零件图纸得工件、这个过程就就是对刀,所谓对刀其实质就就是测量工件原点与机床原点之间得偏移距离,设置工件原点在以刀尖为参照得机床坐标系里得坐标、
二、对刀方法
对刀得方法有很多种,按对刀得精度可分为粗略对刀与精确对刀;按就是否采用对刀仪可分为手动对刀与自动对刀;按就是否采用基准刀,又可分为绝对对刀与相对对刀等。

但无论采用哪种对刀方式,都离不开试切对刀,试切对刀就是最根本得对刀方法、
1.数控车床试车对刀方法
图1
(１)如图1,夹持工件,换需要对得刀具到刀架当前位、。

图2
(2)如图2,在手动操作方式下,启动主轴,用当前刀具在加工余量范围内试切工件外圆,车得长度必须能够方便测量,X轴不要移动,沿Ｚ得正方向退出来,停主轴,测量所车得外圆尺寸Ｘa,如图3。

图３
(3)按“OFS/ＳET”键如图4,按刀偏如图5,将光标移到与刀具号相对应得位置后,输入“Xa”,如图6,按操作面板上得“刀具测量”,再按显示器下面得软键“测量”,在对应得刀补位上生成对应
刀补值。

图4
注意:刀具补偿包括“磨损"与“形状”补偿两部分,刀偏分形状与磨损,刀尖得位置放在形状里,尺寸得调整与刀具得磨耗放在磨损里。

两者之与构成车刀偏移量补偿参数。

如图５显示。

图5
图６
(４)如图７在手动方式下,再用该把刀去平工件端面,平完端面后,沿Ｘ正方向退出来,Ｚ方向不动,停主轴,测量工件原点到工件端面得距离L ｚ、
图７
（5）同(3)一样、按“OFS/ＳＥT”键,进入“形状”补偿设定界面,将光标移到与刀位号相对应得位置后,输入“Lｚ”,按操作面板上得“刀具测量",再按显示器下面得软键“测量”,在对应得刀补位上生成准确得刀补值。

（6）当前刀具对刀完毕好,换程序中需要用到得其她刀具,重复(1)到(5)过程,生成相应得刀补、
加工中心对刀
对刀得实质就是确定程序原点在机床坐标系中得位置。

对刀存在误差,对刀误差在某种程度内就是允许产生得,也就是不可避免得,但却可以尽量减少。

对刀得准确程度直接影响加工精度,因此,对刀方法一定要与零件加工精度要求相适应。

当零件加工精度要求过高时可采用千分表。

对刀时一般以机床主轴轴线与断面得交点为刀位点,即假设基准刀得刀长为0,其她刀得长度就就是其刀补值,故无论采用哪种刀具对刀,结果都就是机床主轴轴线与端面得交点与对刀点重合,利用机床得坐标显示确定对刀点在机床坐标系中得位置,从而确定工件坐标系在机床坐标系内得位置。

再利用对刀仪确定其她刀得长度,就解决了工件坐标系确定问题与多刀加工时得刀补确定问题。

2 、对刀方法
在数控加工中,对刀得基本方法有试切法、对刀仪对刀与自动对刀等、本文以数控铣床为例,介绍几种常用得对刀方法、
2。

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、如图１所示,以对刀点在工件表面中心位置为例采用双边对刀方式。

图1
1) 将工件通过夹具装在工作台上,装夹时,工件得四个侧面都应留出对刀得位置。

２) 启动主轴中速旋转,快速移动工作台与主轴,让刀具快速移动到靠近工件左侧有一定安全距离得位置,然后降低速度移动至接近工件左侧。

３) 靠近工件时改用微调操作( 一般用0. ０1 mm) 来靠近,让刀具慢慢接近工件左侧,使刀具恰好接触到工件左侧表面( 观察,听切削声音、瞧切痕、瞧切屑,只要出现一种情况即表示刀具接触到工件) ,再回退0、 01 mm。

或者显示页面切换到相对坐标显示页面,将Ｘ坐标值清零、
4) 沿z 正方向退刀,至工件表面以上,用同样方法接近工件右侧,记下此时相对坐标系中显示得坐标值,如- ３40、 50０。

5) 据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中坐标值为－3４0。

5／２= —17０。

２5。

然后向左移动机床到相对坐标显示为-１70。

25,此时主轴中心在工件坐标系Ｘ0得位置。

６)在OFFSEＴ页面,在相应得工件坐标页面G54-G５9中输入X0,按软键测量,即可生成Ｘ得工件原点坐标值,此值与此时得机械坐标值一样。

7)同理可测得Y工件坐标系原点在机床坐标系中得坐标值。

Ｚ向对刀。

1) 将刀具快速移至工件上方。

２) 启动主轴中速旋转,快速移动工作台与主轴,让刀具快速移动到靠近工件上表面有一定安全距离得位置,然后降低速度移动让刀具端面接近工件上表面。

３) 靠近工件时改用微调操作( 一般用0、 01 mm) 来靠近,让刀具端面慢慢接近工件表面( 注意刀具特别就是立铣刀时最好在工件边缘下刀,刀得端面接触工件表面得面积小于半圆,尽量不要使立铣刀得中心孔在工件表面下刀) ,使刀具端面恰好碰到工件上表面,再将轴再抬高,记下此时机床坐标系中得z 值, — 14０. 400,则工件坐标系原点W 在机床坐标系中得坐标值为—140. ４00。

c) 将测得得ｘ,y,z值输入到机床工件坐标系存储地址G５* 中( 一般使用G54 ～ G59 代码存储对刀参数) 、
d) 进入面板输入模式( MＤＩ) ,输入“G5* ”,按启动键( 在自动模式下) ,运行G５* 使其生效、
e) 检验对刀就是否正确。

2。

２塞尺、标准芯棒、块规对刀法
此法与试切对刀法相似,只就是对刀时主轴不转动,在刀具与工件之间加人塞尺( 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得厚度减去、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、
２. ３采用寻边器、偏心棒与轴设定器等具对刀法
操作步骤与采用试切对刀法相似,只就是将刀具换成寻边器或偏心棒。

这就是最常用得方法、效率高,能保证对刀精度。

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就是良导体,定位基准面有较
好得表面粗糙度。

z 轴设定器一般用于转移( 间接) 对
刀法。

２. 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,第二把刀得
长度与第一把刀得装刀长度不一样,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
已加工好得表面,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得方法。

a) 对第一把刀。

1) 对第一把刀得时仍然先用试切法、塞尺法等。

记
下此时工件原点得机床坐标z1。

第一把刀加工完后,停
转主轴、
2) 把对刀器放在机床工作台平整台面上( 如虎钳大
表面) 、
3) 在手轮模式下,利用手摇移动工作台至适合位
置,向下移动主轴,用刀得底端压对刀器得顶部,表盘指
针转动,最好在一圈以内,记下此时轴设定器得示数并
将相对坐标轴清零、
4) 确抬高主轴,取下第一把刀。

b) 对第二把刀。

1) 装上第二把刀、
2) 在手轮模式下,向下移动主轴,用刀得底端压对刀器得顶部,表盘指针转动,指针指向与第一把刀相同
得示数A 位置。

3) 记录此时轴相对坐标对应得数值ｚ０( 带正负号) 。

４) 抬高主轴,移走对刀器。

5) 将原来第一把刀得G5* 里得z1坐标数据加上z0( 带正负号) ,得到一个新得坐标、
6) 这个新得坐标就就是要找得第二把刀对应得工件原点得机床实际坐标,将它输人到第二把刀得G5* 工作坐
标中,这样,就设定好第二把刀得零点。

其余刀与第二把刀得对刀方法相同。

注: 如果几把刀使用同一G５* ,则步骤5) ,6) 改为把z０存进二号刀得长度参数里,使用第二把刀加工时调用刀长补正G４3H０２即可。

２。

5 顶尖对刀法
a) x,ｙ向对刀。

1) 将工件通过夹具装在机床工作台上,换上顶尖。

2) 快速移动工作台与主轴,让顶尖移动到近工件得上方,寻找工件画线得中心点,降低速度移动让顶尖接
近它。

3) 改用微调操作,让顶尖慢慢接近工件画线得中心点,直到顶尖尖点对准工件画线得中心点,记下此时机
床坐标系中得x,ｙ坐标值。

ｂ) 卸下顶尖,装上铣刀,用其她对刀方法如试切法、塞尺法等得到ｚ轴坐标值。

6 百分表( 或千分表) 对刀法( 一般用于圆形工件得对刀)
１) x,y 向对刀。

将百分表得安装杆装在刀柄上,或将百分表得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得长度与角度,使百分表得触头接触工件得圆周面,( 指针转动约0、１ mm) 用手慢慢转动主轴,使百分表得触头沿着工件得圆周面转动,观察百分表指针得便移情况,慢慢移动工作台得轴与轴,多次反复后,待转动主轴时百分表得指针基本在同一位置( 表头转动一周时,其指针得跳动量在允许得对刀误
差内,如0。

02 mm) ,这时可认为主轴得中心就就是轴与轴得原点。

2) 卸下百分表装上铣刀,用其她对刀方法如试切法、塞尺法等得到z 轴坐标值。

2。

6 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) ,人为带来得随机性误差大等缺点,已经适应不了数控加工得节奏,更不利于发挥数控机床得功能。

用专用对刀器对刀有对刀精度高、效率高、安全性好等优点,把繁琐得靠经验保证得对刀工作简单化了,保证了数控机床得高效高精度特点得发挥,已成为数控加工机上解决刀具对刀不可或缺得一种专用工具。