探讨数控铣床操作实训中零件装夹及对刀方法

2020-01-17涂永伟

探索科学(学术版) 2019年8期

涂永伟

余姚市职成教中心学校浙江宁波 315400

数控铣床操作实训是数控专业的必修课程,而机械零件的装夹与对刀方法则是学生必须掌握的重点内容,在实训过程中,既要保证装夹合理、对刀精准,又要确保人身安全,这就需要学生结合数控铣床的各项工艺参数以及图纸要求,建立一个正确的机械零件坐标系,使数控铣床精准、高效完成机械零件的加工过程。

一、长方体机械零件的装夹及对刀方法

(一)装夹步骤。图1为长方体机械零件示意图,当选取和确定长方体机械零件后,首先依据图纸要求确定数控系统中编程坐标原点的准确位置,原点通常用字母O 表示,编程原点的位置位于机械零件的上表面中心处,其中：坐标系中的X轴代表机械零件的长度方向,Y 轴代表机械零件的宽度方向,Z轴代表机械零件的高度方向。装夹的具体步骤如下：

图1 长方体机械零件示意图

在安装平口钳之前,首先对机床工作台进行清理、擦拭工作,保证台面清洁无灰尘、污垢,然后在工作台上固定好平口钳,将长方体机械零件装夹在平口钳上面,此时,需要在零件的底部放置一个与零件等高的垫铁,使零件长度方向与图1中的X轴方向保持一致,值得注意的是,零件加工部位的最低处应当高过平口钳的上表面,避免在机床运转时,刀具与钳口出现碰撞现象导致机床受损。在平口钳上已经固定好的机械零件必须与夹紧、夹牢,防止零件在加工过程中与平口钳脱离[1]。接下来,分别对X 轴、Y 轴与零件长度及宽度方向进行打表,以确定零件装夹是否满足图纸要求。此外,当零件固定后,需要对零件上表面与工作台之间的平行关系进行确认,当确认无误后,方可进行下一道工序。

(二)对刀方法。机械零件对刀主要包括X 轴、Y 轴方向对刀以及Z轴方向对刀,其中：X、Y 轴方向对刀分为基准边对刀法和分中对刀法。基准边对刀法是借助于寻边器实现精准对刀,在X 轴寻边时,可以确定机床的坐标值为A,基准边的机床坐标值则为当前机床坐标值与刀具半径之和,即：A+R,而机械零件的原点则可以用A+R+a/2来表示,其中的a表示零件长度。当在Y 轴寻边时,同样得到当前机床的坐标值B,基准边的坐标值则为B+R,机械零件的原点则可以用B+R+b/2来表示,其中的b表示零件宽度。长方体机械零件俯视图如图2所示。

当机械零件的坐标原点处于零件正中间时,常常使用分中对刀的方法,不但易于操作,而且实际应用效果较好。分中对刀法依然利用寻边器分别对X轴和Y 轴进行寻边,在对X轴左边进行寻边时,当前机床的坐标值为A0,右边寻边的坐标值为A00,在对Y 轴下边寻边时,坐标值为B0,上边寻边时的坐标值B00,由此得到长方体零件坐标原点X、Y 的坐标值,即：X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。

图2 长方体机械零件俯视图

Z轴方向对刀通常包括两种情况,一种是Z轴零点位于零件上表面,另一种则是位于下表面。上表面对刀时主要使用块规以及Z轴设定器来设定当前的机床坐标,用Z0表示,当刀具与设定器接触后,零件坐标原点的机床坐标值Z为Z0-h,其中h表示Z轴方向设定器或者块规的高度。Z轴底面对刀的方法与顶面对刀方法相似,只不过机床坐标值Z的值变为Z0-h-H,其中H 表示机械零件的实际高度。

二、圆柱体机械零件的装夹与对刀方法

(一)装夹步骤。圆柱体机械零件装夹与对刀俯视图如图3所示。

图3 圆柱零件装夹与对刀俯视图

圆柱体机械零件装夹前的准备工作与长方体零件装夹类似,都需要清理工作台,并通过打表将平口钳的钳口方向与X 轴保持一致,再对零件予以固定锁紧,并对零件的牢固度进行反复检查,当确认没有松动情况后,在零件底部放置一块与零件等高的垫铁,与长方体零件不的同时,在加工圆柱体零件时,需要在钳口一侧放置一块V 型铁,接下来,检查零件加工部位的最低处,应保证最低处位置高过钳口上表面[2]。然后对Z轴与零件高度方向进行打表,确定平行关系后夹紧零件,并校验机床工作台与零件上表面是否保持平行关系。

(二)对刀方法。圆柱零件对刀包括分中对刀以及Z轴方向对刀,其

中：分中对刀是加工圆柱体零件最为常用的一种对刀方法。对刀时常常采用寻边器,对X轴的左边寻边时,机床当前的坐标值为A0,对右边寻边时,坐标值为A00,对Y 轴的下边进行寻边时,当前机床的坐标值为B0,对上边寻边时,坐标值为B00,由此可以得出当前圆柱体零件坐标原点的X、Y 坐村值,即X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。在对圆柱体零件进行对刀时,当完成X轴一侧对刀后,切忌不能移动Y 轴的方向,当完成Y 轴一侧对刀后,也不能移动X轴的方向,一旦位置移动,极易对数据的精准度产生较大影响,进而使圆柱体零件的加工尺寸及相关参数产生较大误差。而圆柱体零件Z轴方向对刀的方法与长方体零件Z轴方向对刀方法相同。