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        數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀原理及對(duì)刀方法分析

        2018-11-26 09:47:50蔣經(jīng)緯
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年20期

        摘 要:在應(yīng)用數(shù)控機(jī)床時(shí)對(duì)刀操作是重中之重,其操作效果,直接決定零件加工的精度和數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率,本文基于理論實(shí)踐,先分析數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀原理,然后提出幾種常用的對(duì)刀方法,僅供參考。

        關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;對(duì)刀原理;對(duì)刀方法

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.045

        0 引言

        大量實(shí)例表明,對(duì)刀操作是否科學(xué)合理,對(duì)整個(gè)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工的效率有重要意義,同時(shí)也是提高機(jī)械零部件加工精度的主要途徑,但我國(guó)對(duì)此方面的研究還不夠深入,因此,本文基于理論實(shí)踐,對(duì)數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀原理及對(duì)刀方法做了如下分析。

        1 數(shù)控機(jī)床對(duì)刀原理

        對(duì)刀操作具有很強(qiáng)技術(shù)性和專業(yè)性,對(duì)刀人員要清楚掌握對(duì)刀的基礎(chǔ)原理,并在對(duì)刀過(guò)程中,時(shí)刻保持清晰的思路,熟練掌握對(duì)刀操作要領(lǐng)??偠灾?,對(duì)刀的主要目的是建立工件直角坐標(biāo)系,確定工件在機(jī)床工作平臺(tái)的實(shí)際位置,確保刀具保持在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)上。就數(shù)控機(jī)床而言,在進(jìn)行加工前,要先確定對(duì)刀點(diǎn),即在采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí),刀具為工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)計(jì)在工件基準(zhǔn)面上,也可以設(shè)計(jì)在夾具或者數(shù)控機(jī)床上。如果設(shè)計(jì)在數(shù)控機(jī)床上,則對(duì)刀點(diǎn)需要和工件的定位基準(zhǔn)保持一定的精度,才能滿足實(shí)際要求。

        在進(jìn)行對(duì)刀操作時(shí),要盡量刀位點(diǎn)和對(duì)刀位置相互重合,刀位點(diǎn)指的是數(shù)控機(jī)床上刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),就刀具運(yùn)行的軌跡而言,刀位點(diǎn)就是刀具的刀尖。開展對(duì)刀操作的主要目的是確定對(duì)刀點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)中的絕對(duì)坐標(biāo)值。而對(duì)刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接決定了整個(gè)數(shù)控機(jī)床加工的精度,需要高度重視。數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行機(jī)械零部件加工時(shí),一把刀具通常情況下不能滿足加工的實(shí)際需求,需要采用多把刀具進(jìn)行加工,才能有效提升加工的精度。而如果使用多把刀具,需要換刀的位置時(shí)刻保持不變,但不同規(guī)格的刀具刀尖也不盡相同,在換刀時(shí)難免會(huì)發(fā)生不同程度的位移,此時(shí)就要求不同刀具在不同起始位置進(jìn)行加工時(shí),相關(guān)程序都能正常運(yùn)行[1]。為達(dá)到這一目的,在每個(gè)數(shù)控機(jī)床中都配置了刀具幾何位置補(bǔ)償?shù)墓δ?,從而保證加工的精度。具體操作方法為:先把每把刀相對(duì)于某一預(yù)先選定的基準(zhǔn)刀的位置偏差都精細(xì)的測(cè)量出來(lái),然后在控制系統(tǒng)中輸入相關(guān)參數(shù),就可以實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。在加工工序中利用T指令,就可以在刀具運(yùn)行軌跡中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩钠钗恢茫朔N偏差也需要通過(guò)對(duì)刀來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        2 數(shù)控機(jī)床中常用的對(duì)刀方法

        不同型號(hào)的數(shù)控機(jī)床,其對(duì)刀方法也不盡相同,在選擇對(duì)刀方法時(shí)可以參閱說(shuō)明書中的內(nèi)容,選擇與之相適的對(duì)刀方法。通過(guò)開展對(duì)刀操作,把測(cè)量到的偏差計(jì)算出來(lái),然后輸入到CNC系統(tǒng)中,通過(guò)CNC系統(tǒng)可以自動(dòng)換算出刀具的偏差量,通過(guò)調(diào)整數(shù)控機(jī)床運(yùn)行編程,就可以實(shí)現(xiàn)誤差控制,提升加工精度,常用的對(duì)刀操作有以下幾種:

        2.1 試切法對(duì)刀

        把待加工的工件加緊處理,卡在三爪盤上,對(duì)加工工件的直徑進(jìn)行測(cè)量,進(jìn)入對(duì)刀狀態(tài),然后每把刀的刀尖一次輕微的接觸待加工工件的端面,觸及端面是CRT動(dòng)態(tài)坐標(biāo)和外圓的動(dòng)態(tài)坐標(biāo),把測(cè)量的直徑和相關(guān)坐標(biāo)共同輸入CNC系統(tǒng)中就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀操作。此種對(duì)刀方法的本質(zhì)就是把刀的刀尖和端面、外圓母線的交點(diǎn)進(jìn)行接觸,并以此點(diǎn)為基準(zhǔn),詳細(xì)計(jì)算出各把刀的刀偏量。和其他方法相比,試切法對(duì)刀占用時(shí)間比較長(zhǎng),但操作方法比較簡(jiǎn)單,成本也比較低,適用于經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床對(duì)刀操作中。

        2.2 機(jī)械檢測(cè)對(duì)刀儀對(duì)刀

        促使每把刀的刀尖和百分表測(cè)頭接觸,就可以得到兩個(gè)方向上的刀偏量,隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床愈發(fā)先進(jìn),很多數(shù)控機(jī)床中都增設(shè)了刀具探測(cè)功能。通過(guò)刀具觸及一個(gè)位置已知的同定觸頭,就可以有效測(cè)量出刀具量、直徑長(zhǎng)度等數(shù)值[2]。和試切法對(duì)刀相比,機(jī)械檢測(cè)對(duì)刀儀對(duì)刀的刀具要先安裝對(duì)刀儀上,然后進(jìn)行調(diào)整和處理,并測(cè)量出相應(yīng)的參數(shù),把測(cè)量到的數(shù)據(jù)全部輸入到寄存器中,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀操作。此種對(duì)刀方法比較適用于鏜銑類數(shù)控機(jī)床對(duì)刀中,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本較高,但占用機(jī)床的時(shí)間比較小,精度也比較高。

        2.3 用光學(xué)檢測(cè)對(duì)刀儀對(duì)刀

        在數(shù)控機(jī)床上安裝一個(gè)高倍顯微鏡,確保顯微鏡的十字中線點(diǎn),時(shí)刻位于數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)的同一個(gè)定點(diǎn)上,在進(jìn)行對(duì)刀操作時(shí),用手動(dòng)脈沖發(fā)生器輕微的移動(dòng)刀具,促使刀具的刀尖和顯微鏡上的十字線相互重合,并以此為基準(zhǔn),結(jié)合數(shù)控系統(tǒng),就可以自動(dòng)算出到位點(diǎn)相對(duì)機(jī)床的距離,把計(jì)算的數(shù)值存入對(duì)刀補(bǔ)號(hào)區(qū),就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀操作,和上述兩種對(duì)刀方法相比,此種對(duì)刀方法存在手動(dòng)操作的事項(xiàng),因此對(duì)刀的精度略低。

        2.4 自動(dòng)對(duì)刀

        自動(dòng)對(duì)刀指的是,在數(shù)控機(jī)床的CNC裝置自動(dòng)精確地測(cè)量出刀具參數(shù),然后通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的相關(guān)數(shù)據(jù)的,對(duì)刀具的偏移量進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刀操作,此種對(duì)刀操作的主要優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)不停頓加工,對(duì)刀效率和精度也比較高,但購(gòu)買機(jī)床的成本比較高,比較適用于高檔智能數(shù)控機(jī)床對(duì)刀操作中[3]。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,本文結(jié)合理論實(shí)踐,深入分析了數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀原理及對(duì)刀方法,分析結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)刀操作可以明確工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系之間的位置。而刀具在數(shù)控機(jī)床中的實(shí)際位置,可以通過(guò)刀具的刀位點(diǎn)來(lái)進(jìn)行確定。不同數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行中,刀具的種類型號(hào)的各不相同,對(duì)刀方法也存在較大差距。因此,選擇對(duì)刀方法時(shí)要先明確數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu),并通過(guò)查閱說(shuō)明書來(lái)掌握該數(shù)控機(jī)床對(duì)刀的原理,才能有針對(duì)性的選擇出與之相適對(duì)刀方法,提升數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的效率和加工的精度。

        參考文獻(xiàn):

        [1]賈國(guó)平,嵇尚尚.金工實(shí)習(xí)中數(shù)控車床對(duì)刀方法研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(11):165-166.

        [2]曹磊,江華.數(shù)控銑床手動(dòng)對(duì)刀的常用方法[J].內(nèi)蒙古石油化工, 2016(z1):96-97.

        [3]陳向榮.數(shù)控教學(xué)中車床對(duì)刀方法的研究[J].科教導(dǎo)刊:電子版, 2017(10):93.

        作者簡(jiǎn)介:蔣經(jīng)緯(1984-),男,湖南永州人,本科,講師,研究方向:數(shù)控方向。

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