数控铣床（加工中心）常见对刀方法

数控铣床（加工中心）常见对刀方法 , 对刀是数控加工中最重要的操作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。 对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。该文较系统地讲述了数控铣床（加工中心） 常见对刀方法的使用及其优缺点，有一定的实用价值。 对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系原点(程序原点)在机床坐标系中的位置，并将对刀数据输入到相应的存储位置或通过G92指令设定。它是数控加工中最重要 的操作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。 先简单介绍一下数控机床坐标系： 数控机床坐标系是用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z 轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。 数控车床有三个坐标系，名称叫做机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。 机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。也就是绝对 座标。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械坐标 系是由参考点相对座标来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建 立了。坐标系一经建立，只要不切断电源，坐标系就不会变化。 编程坐标系是编程序时使用的坐标系，也可称之为相对座标系。一般把我们把Z轴与工件 轴线重合，X轴放在工件端面上。 工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系，它应该与编程坐标系一致。能否让编程坐标系 与工坐标系一致，使操作的关键。工件坐标系建立是通过系统的程序语句设定刀具当前所在 位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀，对刀后将显示坐标清零，对其他刀时将显示的坐 标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径Фd，将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置，就可以运行程序了。在加工过程中按复位或急停健，可以再回到设定的起点继续加工。但如 果出意外如：X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生，系统只能重启，重启后设定的 工件坐标系将消失，需要重新对刀。因而工件座标也可说是相对座标体系。 一、工件的定位与装夹(对刀前的准备工作) 在数控铣床上常用的夹具有平口钳、分度头、三爪自定心卡盘和平台夹具等，经济型数 控铣床装夹时一般选用平口钳装夹工件。把平口钳安装在铣床工作台面中心上，找正、固定 平口钳，根据工件的高度情况，在平口钳钳口内放入形状合适和 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质量较好的垫铁后， 再放入工件，一般是工件的基准面朝下，与垫铁面紧靠，然后拧紧平口钳。 二、对刀点、换刀点的确定 (1)对刀点的确定 对刀点是工件在机床上定位装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准 点。对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简 单的位置对应关系，方便计算工件坐标系的原点在机床上的位置。一般来说，对刀点最好能 与工件坐标系的原点重合。 (2)换刀点的确定 在使用多种刀具加工的铣床或加工中心上，工件加工时需要经常更换刀具，换刀点应根 据换刀时刀具不碰到工件、夹具和机床的原则而定。 三、数控铣床的常用对刀方法 对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀。对刀的的准确程度将直接映影响加工精度。 对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。 根据使用的对刀工具的不同，常用的对刀方法分为以下几种：(1)试切对刀法;(2)塞尺、标准芯棒和块规对刀法;(3)采用寻边器、偏心棒和Z轴设定器等工具对刀法;(4)顶尖对刀法;(5)百分表(或千分表)对刀法;(6)专用对刀器对刀法。 另外根据选择对刀点位置和数据计算方法的不同，又可分为单边对刀、双边对刀、转移 (间接)对刀法和“分中对零”对刀法(要求机床必须有相对坐标及清零功能)等。 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(此处与工件坐标系原点重合)在工件表面中心位置为例(采用双边对刀方式)。 (1)X、Y向对刀 ◎将工件通过夹具装在工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。 ◎起动主轴中速旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具快速移动到靠近工件左侧有一定 安全距离的位置，然后降低速度移动至接近工件左侧。 ◎靠近工件时改用微调操作(一般用0.01mm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、看切痕、看切屑，只要出现其中一种情况 即表示刀具接触到工件)，再回退0.01mm。记下此时机床坐标系中显示的X坐标值，如-240.500等。 ◎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，记下此时机床坐标 系中显示的X坐标值，如-340.500等。 ◎据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中X坐标值为{-240.500+(-340.500)}/2=-290.5 00。 ◎同理可测得工件坐标系原点W 在机床坐标系中的Y坐标值。 (2)Z向对刀 ◎将刀具快速移至工件上方。 ◎起动主轴中速旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具快速移动到靠近工件上表面有一 定安全距离的位置，然后降低速度移动让刀具端面接近工件上表面。 ◎靠近工件时改用微调操作(一般用0.01mm来靠近)，让刀具端面慢慢接近工件表面(注意刀具特别是立铣刀时最好在工件边缘下刀，刀的端面接触工件表面的面积小于半圆，尽量 不要使立铣刀的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Z轴再抬高0.01mm，记下此时机床坐标系中的Z值，如-140.400等，则工件坐标系原点W在机床坐标系中的Z坐标值为-140.400。 (3)数据存储 将测得的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)。 (4)起动生效 进入面板输入模式(MDI)，输入“G5*”，按起动键(在“自动”模式下)，运行G5*使其生效。 (5)检验 检验对刀是否正确，这一步是非常关键的。 2.塞尺、标准芯棒、块规对刀法 此法与试切对刀法相似，只是对刀时主轴不转动，在刀具和工件之间加入塞尺(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的厚度减去。 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。 3.采用寻边器、偏心棒和Z轴设定器等工具对刀法 操作步骤与采用试切对刀法相似，只是将刀具换成寻边器或偏心棒。 这是最常用的方法，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是良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。Z轴设定器一般用于转移(间接)对刀法。 加工一个工件常常需要用到不止一把刀。第二把刀的长度与第一把刀的装刀长度不同， 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的表面， 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的方法。 (1)对第一把刀 ◎对第一把刀的Z时仍然先用试切法、塞尺法等。记下此时工件原点的机床坐标Z1。第一把刀加工完后，停转主轴。 ◎把对刀器放在机床工作台平整台面上(如虎钳大表面)。 ◎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，用刀的底端压对刀 器的顶部，表盘指针转动，最好在一圈以内，记下此时Z轴设定器的示数A并将相对坐标Z轴清零。 ◎抬高主轴，取下第一把刀。 (2)对第二把刀 ◎装上第二把刀。 ◎在手轮模式下，向下移动主轴，用刀的底端压对刀器的顶部，表盘指针转动，指针指 向与第一把刀相同的示数A位置。 ◎记录此时Z轴相对坐标对应的数值Z0(带正负号)。 ◎抬高主轴，移走对刀器。 ◎将原来第一把刀的G5*里的Z1坐标数据加上Z0(带正负号)，得到一个新的Z坐标 ◎这个新的Z坐标就是我们要找的第二把刀对应的工件原点的机床实际坐标，将它输 入到第二把刀的G5*工作坐标中，这样，就设定好了第二把刀的零点。其余刀与第二把刀的 对刀方法相同。 注：如果几把刀使用同一G5*，则步骤改为把Z0存进二号刀的长度参数里，使用第二 把刀加工时调用刀长补正G43H02即可。 4.顶尖对刀法 (1)X、Y向对刀 ◎将工件通过夹具装在机床工作台上，换上顶尖。 ◎快速移动工作台和主轴，让顶尖移动到近工件的上方，寻找工件画线的中心点，降低 速度移动让顶尖接近它。 ◎改用微调操作，让顶尖慢慢接近工件画线的中心点，直到顶尖尖点对准工件画线的中 心点，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值。 (2)Z向对刀 卸下顶尖，装上铣刀，用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到Z轴坐标值。 5.百分表(或千分表)对刀法 该方法一般用于圆形工件的对刀。 (1)X、Y向对刀 如图2所示，将百分表的安装杆装在刀柄上，或将百分表的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的长度和角 度，使百分表的触头接触工件的圆周面，(指针转动约0.1mm)用手慢慢转动主轴，使百分表 的触头沿着工件的圆周面转动，观察百分表指针的便移情况，慢慢移动工作台的X轴和Y轴，多次反复后，待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置(表头转动一周时，其指针的 跳动量在允许的对刀误差内，如0.02mm)，这时可认为主轴的中心就是X轴和Y轴的原点。 (2)Z向对刀 卸下百分表装上铣刀，用其他对刀方法如试切法、塞尺法等得到Z轴坐标值。 图2 百分表(或千分表)对刀法 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)及人为带来的随机性误差大等缺点，已经适应不了数控加工的节奏，非常不利于 发挥数控机床的功能。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 的靠经验保证的对刀工作简单化了，保证了数控机床的高效高精度特点的发挥，已成为数控 加工机上解决刀具对刀不可或缺的一种专用工具。由于加工任务不同，专用对刀器也千差万 别，在这里就不再展开了，读者可在具体的工作中根据不同的需要设计不同的对刀器，来满 足各自的加工需求。