數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法分析與探究

李芹（江蘇城市職業(yè)學(xué)院，江蘇徐州，221006）

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數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法分析與探究

李芹
（江蘇城市職業(yè)學(xué)院，江蘇徐州，221006）

在數(shù)控加工中對(duì)刀是相當(dāng)重要的操作內(nèi)容，其準(zhǔn)確性、操作精度會(huì)對(duì)零件的加工精度帶來(lái)巨大的影響。本文針對(duì)數(shù)控銑床的對(duì)刀方法進(jìn)行了探討，分析了在零件加工過(guò)程中相對(duì)比較簡(jiǎn)單和實(shí)用的對(duì)刀方法，對(duì)保證和提高零件加工精度有參考作用。

數(shù)控銑床；加工中心；對(duì)刀方法

引言

對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，要實(shí)現(xiàn)零件的精確加工，需依靠程序代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，而程序代碼可通過(guò)手工和自動(dòng)兩種方式獲得。但不管采用哪種方式獲得的程序代碼，在加工之前都需要對(duì)刀操作［1-2］。因此對(duì)于加工人員而言，必須弄清楚機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系，以及如何精確對(duì)刀，才能加工出高質(zhì)量的零件［3］。本文在這方面總結(jié)了方法和經(jīng)驗(yàn)，值得同行參考。

1　機(jī)床與工件坐標(biāo)系關(guān)系分析

機(jī)床坐標(biāo)系又稱(chēng)機(jī)械坐標(biāo)系，是由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)定，用以確定工件、刀具等在機(jī)床中的位置。開(kāi)機(jī)后，一般通過(guò)回零、回參考點(diǎn)操作使機(jī)床自動(dòng)找到機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它是其他所有坐標(biāo)系的參照系。

工件坐標(biāo)系又稱(chēng)編程坐標(biāo)系，目的是對(duì)工件定位；也是編程人員根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，在圖紙上建立的坐標(biāo)系，用以確定零件輪廓上各基點(diǎn)的坐標(biāo)值。

如何實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，對(duì)于操作者而言就至關(guān)重要。本文通過(guò)對(duì)數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法的探討，把工件坐標(biāo)系下的各基點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)床坐標(biāo)系下進(jìn)而建立兩坐標(biāo)系間的關(guān)系。在數(shù)控銑床或加工中心中通常使用G54、G55、G56、G57、G58、G59存放六個(gè)不同的工件零點(diǎn)；對(duì)刀時(shí)，把對(duì)刀值可以輸入到任意一個(gè)預(yù)置的坐標(biāo)系下，加工時(shí)可通過(guò)輸入相應(yīng)的坐標(biāo)系，即可調(diào)用寄存器中存放的偏置量。

2　對(duì)刀方法

因數(shù)控銑床和加工中心涉及到X軸、Y軸和Z軸三個(gè)坐標(biāo)軸，所以在對(duì)刀過(guò)程中需對(duì)X、Y和Z軸分別對(duì)刀（注意對(duì)刀時(shí)三個(gè)坐標(biāo)軸不分先后）［4］。試切法對(duì)刀是實(shí)際中應(yīng)用的最多的一種對(duì)刀方法［5-6］。下面以FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例，介紹具體操作方法。

2.1單邊對(duì)刀法

如圖1所示，工件坐標(biāo)系建在毛坯的中間，假設(shè)毛坯尺寸為100X80X20，且毛坯的所有表面均已被加工，所選刀具尺寸為φ20，因?qū)Φ稌r(shí)刀具的投影為圓，所以在圖1中均以φ20的圓作為刀具。

圖1　建立工件坐標(biāo)系

（1）X和Y軸對(duì)刀

X和Y軸對(duì)刀需要完成以下步驟：一是將工件通過(guò)夾具裝在工作臺(tái)上，裝夾時(shí)，工件的四個(gè)側(cè)面都應(yīng)留出對(duì)刀的位置。二是使刀具以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，借助手動(dòng)或手搖方式移動(dòng)工作臺(tái)，使刀具靠近毛坯左面，移動(dòng)主軸使刀具在Z方向下適量的深度，通過(guò)觀察鐵屑或聽(tīng)切削聲音的方法判定刀具是否接觸到毛坯左面，如圖2所示。

圖2　對(duì)刀操作

當(dāng)判定刀具接觸到毛坯左面時(shí)，使刀具保持原位置不動(dòng)，通過(guò)控制面板上的OFSSET按鈕進(jìn)入到G54-G59坐標(biāo)系的界面，以G54坐標(biāo)系為例，如圖3所示。把光標(biāo)定位到其對(duì)應(yīng)的X，輸入-（100/2+20/2）=-60，然后點(diǎn)擊測(cè)量，此時(shí)X值對(duì)刀完成。如果刀具靠近毛坯的右面，此時(shí)應(yīng)輸入的數(shù)值為+60。同理通過(guò)控制刀具接觸毛坯的前面或后面可實(shí)現(xiàn)Y軸方向的對(duì)刀。

圖3　X軸對(duì)刀

（2）Z軸對(duì)刀

刀具旋轉(zhuǎn)，控制工作臺(tái)和主軸快速移動(dòng)，讓刀具移動(dòng)到靠近工件上表面有一定安全距離的位置后，降低移動(dòng)速度使刀具底面和工件上表面接觸，此時(shí)，調(diào)出G54坐標(biāo)系，如圖4所示，把光標(biāo)定位到Z輸入0，點(diǎn)擊測(cè)量下方對(duì)應(yīng)的軟鍵即可實(shí)現(xiàn)對(duì)Z軸的對(duì)刀。

圖4　Z軸對(duì)刀

此種對(duì)刀方法中，X軸和Y軸的對(duì)刀，刀具只需和毛坯的一面接觸即可，但對(duì)刀時(shí)需要知道毛坯和刀具的尺寸，故適合規(guī)則毛坯的對(duì)刀。

2.2雙邊對(duì)刀法

仍然以剛才的毛坯為例來(lái)講述，因這種方法中Z軸對(duì)刀與單邊對(duì)刀方法相同，重點(diǎn)分析X軸和Y軸對(duì)刀方法。

X軸和Y軸對(duì)刀需要3步操作：

（1）通過(guò)移動(dòng)主軸和毛坯，使刀具碰到毛坯的左面，通過(guò)控制面板上的POS按鈕進(jìn)入相對(duì)坐標(biāo)的界面，然后輸入X，此時(shí)發(fā)現(xiàn)屏幕上的X坐標(biāo)開(kāi)始閃爍，按下屏幕下面對(duì)應(yīng)的歸零軟鍵，此時(shí)，屏幕上的X值顯示為0。

（2）沿Z正方向退刀，通過(guò)手動(dòng)方式和手搖方式使刀具接觸到毛坯的右面，查看并記住此時(shí)屏幕上X顯示的數(shù)值（注意：在移動(dòng)過(guò)程中Y軸方向保持不動(dòng)）。

（3）調(diào)出G54坐標(biāo)系，把光標(biāo)定位到X，輸入“1/2數(shù)值”并保留原正號(hào)或負(fù)號(hào)（如果是正號(hào)，符號(hào)可以省略），然后點(diǎn)擊測(cè)量下方的軟鍵完成X軸方向的對(duì)刀。

同理，通過(guò)控制刀具分別和毛坯的前面和后面接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)Y軸的對(duì)刀。

此種對(duì)刀方法中X軸和Y軸的對(duì)刀，刀具需和毛坯的左面和右面以及前面和后面均接觸，但對(duì)刀時(shí)不需要考慮毛坯的尺寸和刀具的尺寸，故適合規(guī)則和不規(guī)則毛坯的對(duì)刀。

3　檢驗(yàn)對(duì)刀結(jié)果

當(dāng)采用任意一種試切法完成對(duì)刀后，為了防止對(duì)刀錯(cuò)誤造成刀具和毛坯的浪費(fèi)，建議可通過(guò)在MDI的方式下，輸入“G54 G90 G00 XO Y0 Z100.”指令進(jìn)行對(duì)刀的檢驗(yàn)，運(yùn)行時(shí)，建議把倍率開(kāi)關(guān)調(diào)到0的位置后，按循環(huán)起動(dòng)鍵（在“自動(dòng)”模式下），然后把倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整到較小的數(shù)值，使刀具以較慢的速度運(yùn)行，執(zhí)行完該指令后，觀察刀具是否到達(dá)指定位置，以便檢驗(yàn)對(duì)刀的正確性。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)數(shù)控銑床和加工中心對(duì)刀方法分析與探究幫助學(xué)生能夠靈活的根據(jù)毛坯形狀的不同選擇合理的對(duì)刀方法，進(jìn)而保證零件的加工精度。對(duì)刀在零件加工中是必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)刀的方法種類(lèi)有很多，本文中介紹到的方法很實(shí)用也很簡(jiǎn)單，還有許多更精確、更方便的對(duì)刀方法等著去開(kāi)發(fā)和研究。

［1］錢(qián)袁萍.數(shù)控銑床/加工中心上對(duì)刀方法擇析［J］. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

［2］與創(chuàng)新，2015，（3）:135-137+102.聶小春，汪菊英，孫曉輝. 數(shù)控銑床（加工中心）對(duì)刀方法的研究

［3］與實(shí)踐［J］. 科技資訊，2012，（32）:47.

［4］李峰.數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀方法與技巧［J］.中國(guó)科技信息，2006（2）:125.周莉.淺談加工中心零件的對(duì)刀［J］.科學(xué)教育研究，2015（14）:127-

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Study and Adjusting on Tool Ways of CNC Milling Machine

Qin Li
（Jiangsu city Career Academy， XuZhou， JiangSu， 221006， China）

CNC knife in hand over the operation of the content is very important， a huge impact on the accuracy of machining precision parts have. Knife method must be spoken with precision parts adapted to the requirements. In the text， knife method was analyzed and discussed on CNC milling machines in machining centers.

CNC Milling Machine； Processing Center； Adjusting Tool Ways

李芹 （1981-），女，本科。研究方向：機(jī)械制造、數(shù)控加工。

TH-3

A

2095-8412 （2016） 03-518-03