数控铣床几种对刀方法的分析比较

2014-04-29岑文拣

现代企业教育·下半月 2014年4期

岑文拣

摘要：随着机械数控化的发展，数控铣床已经成为工件加工中的主流设备，它的优势就是生产效率高、精准度高。其中，对刀是数控加工中的重要环节，其关系着加工工件的精度。中职学校数控专业的毕业生是以后企业数控生产数的骨干力量，学好数控铣床对刀方法至关重要。本文首先介绍了对刀前的准备工作，然后分析了数控铣床常用的几种对刀方法，最后认识到不同对刀方法在实际工件加工中的优缺点。

关键词：数控加工对刀方法坐标对刀器

对刀是数控加工中的重要环节。我们分析其目的有两点：建立加工原点，确定加工用的工件坐标系；设定刀具补偿值。传统的铣床价格低，但批量生产时效率低，加工质量受操作工人的技术水平影响大，加工一致性不好。而数控铣床批量生产时效率高，加工一致性好，质量稳定。所以，数控铣床是工件加工的主流设备，随着生产质量和生产效率的需要，数控铣床一定会被广泛应用。因为中职学校数控专业的毕业生是以后企业数控生产数的骨干力量，学好数控铣床对刀方法至关重要，这是保证提高加工质量，做出高精准度工件的前提条件。

1 对刀前要进行工件的定位和装夹

认识各种典型夹具，观察夹具的结构，认识其组成元件（定位元件、夹紧装置、夹具体等），了解它们的功用。我们目前都在使用经济型数控铣床，这种数控铣床的特点是：加工工件单一、功能较少。但是价格便宜是其最大的优点，维修起来也相对容易。下面我介紹一下常规夹具：平口钳、三抓自定心卡、分度头及平台夹具等。多数数控铣床在装夹中都会使用平口钳，把平口钳安装在工作台面上，并用百分表校正钳口位置，且一般在铣床工作台面的中心位置安装平口钳，将工件按编程的方位置于平口钳内，根据零件加工的需要调整工件高出钳口的高度，可在钳口内放入垫铁（最好是选用材料好的垫铁）；夹紧工件，这样工件装夹就完成了。需要注意的是：要彻底清理工件、垫铁和钳口的表面，以免由于有杂物附着影响加工后的工件质量。

2 确定对刀点和换刀点的重要性

2.1 确定对刀点

对刀点的确定十分重要。因为对刀点与工件坐标体系有着密切的联系，它既是工件坐标体系中的起点，又是加工过程中刀具运动的起点，更是程序执行的起点。所以，“对刀点”又被称为“起刀点”和 “程序起点”。因此，对刀点的确定要准确，它是保证工件精度的前提。其确定原则如下：（1）对刀点要有利于程序编程；（2）对刀点的位置要容易查看，方便对工件进行加工；（3）对刀点位置容易检验，位置可靠；（4）可以提高工件的加工精度。在一般情况下，对刀点都是工件坐标系的原点。

2.2 确定换刀点

工件需要多刀加工时，数控铣床就需要进行换刀，不管是自动换刀还是手动换刀，都需要确定换刀位置。所以，确定换刀点是非常必要的。换刀点确定的原则就是以不允许碰伤刀具、夹具和工件为准。一般来说，换刀点在加工工件的轮廓外，并要有一定的安全空间。

3 数控铣床的基本对刀方法

对刀是个复杂的过程，所以要精心操作。为了提高工件的精度，对刀时要根据加工工件的情况灵活掌握。

根据使用的对刀工具的不同，我们可以把对刀方法分为以下几种：（1）试切对刀法；（2）使用对刀工具的对刀法；（3）间接对刀法；（4）顶尖对刀法；（5）百分表对刀法。

根据对刀点位置不同可分为单边对刀、双边对刀、间接对刀和分中对刀等。下面介绍一下对刀方法。（各对刀方法均是在手轮方式下进行）

3.1 直接试切对刀法

这是比较常用的对刀方法。其优点是操作简单方便，但是如果对对刀精度要求很高的工件不要使用，因这种方法会使工件产生切痕。

（1）X向对刀五个步骤？

第一，在机床工作台上，使用常用的夹具把工件装夹，这个步骤要注意工件周围要留有空间，便于进行对刀；？第二，转动主轴后移动工作台，让刀具移动至工件左侧并且要留有一定的空间，然后再缓慢移动靠近工件；第三，改用微调（0.01mm/格）操作，让刀具慢慢接触到工件左侧，直到刀具与表面贴近并有切痕，这时对机床坐标进行记录：如：X1为-310.300；第四，再次移动工作台及主轴，让刀具移动至工件右侧并且要留有一定的空间，然后在缓慢移动靠近工件，用微调操作（0.01mm/格），让刀具慢慢接触到工件右侧，直到刀具与表面相贴近并有切痕，这时再对机床坐标进行记录：如：X2为-200.300；第五，据此可得工件坐标系原点W在机床坐标系中的X坐标值为{-310.300+（-200.300）}/2=-255.300。

（2）对Y向进行对刀

Y向的对刀方法和X向的对刀方法是一样的，通过相同步骤的操作可以得出Y的坐标值。

3.1.2 对Z向进行对刀

（1）让刀具位于工件正上方。

（2）旋转主轴，移动工作台及主轴，让刀具移动到距工件上表面并一定的距离，如3mm。

（3）然后再缓慢向工件表面接近，当距离工件表面较近时，使用 0.01mm/格的速度到达工件表面，这里最好是选择工件边缘进刀，让接触面面积尽量缩小，尽量使刀具端面接触工件不宜过深

（4）记录下Z向的机床坐标，例如：Z为 -140.400，这样Z向的坐标值就是-140.400。

3.1.3 数据存储

在录入方式下，将我们对刀时所得到的X、Y、Z向的坐标值录入到数控铣床的计算机系统中在储存地址G5*中（储存地址包括G54～G59代码，一般用G54）。

3.1.4 对刀检验

数据设置完成后，要对其进行检验，以防出现疏漏。

3.2 使用对刀工具的对刀法

使用对刀工具是非常好的对刀方法，其操作不仅简单，又不会在工件上留有痕迹。其常用的对刀工具有：偏心棒、寻边器及Z轴设定器。其操作方法和操作步骤基本和试切对刀法基本相同，最大区别就是用对刀工具替换了刀具。

但是，使用寻边器进行对刀操作中必须注意三点：（1）寻边器在使用的过程中要保证和工件的接触要轻微；（2）加工零件须是导体；（3）寻边器基准面必须要粗糙。

3.3 间接对刀法

工件加工是一个复杂的加工过程。当对工件进行多刀操作时，就需要进行多刀对刀，这时使用的对刀方法就是間接对刀法，其对刀工具常用到Z轴设定器。其作用：当加工中用到多种刀具时，由于其刀具长度都有所不同，为了避免换刀中破坏加工好的工件，就要进行对多种刀具对刀。所以，就用到了间接对刀法，下面，我介绍一下这种方法：

3.3.1 对第一把刀进行对刀

（1）首先可以采用试切对刀法或者其他基本对刀方法对第一把刀的Z向对刀，这时需要记录工件的坐标原点Z1，然后进行工件加工，使用结束后停止主轴的旋转。

（2）在工作台中心位置放好对刀器并保证对刀器的平整。

（3）选择手轮模式，手摇操作来移动工作台，确保其位置正确，然后移动主轴，让刀底和对刀器顶端接近，在刀底的压力下表盘开始转动，在指针转动一周内记录到Z轴设定器的数据A，然后把Z轴的坐标清除。

（4）这时第一把刀的对刀结束，可以取刀。

3.3.2 对第二把刀进行对刀

（1）首先对第二把刀进行装刀。

（2）调整到手轮模式，在手轮模式下，手摇操作来移动工作台，确保其位置正确，然后移动主轴，让刀底和对刀器顶端接近，在刀底的压力下表盘开始转动，当指针转动到设定器显示的数据A时结束。

（3）对这时Z轴的坐标Z0进行记录，需要注意的是要带正负号。

（4）第二把刀对刀结束，可以取刀。

（5）计算新坐标Z。需要把数据Z1和数据Z0相加，得出第二把刀的坐标Z。（6）输入数据。需要把第二把刀的坐标原点Z输入到G5*中，数据就被设定了。

如果再有第三把，第四把，也是按照第二把刀的方法和步骤进行操作。