对刀操作就是设定刀具上某一点在工件坐标系中坐标值的过程。对于圆柱形铣刀,一般是指刀刃底平面的中心;对于球头铣刀,是指球头的球心。实际上,对刀的过程就是在机床坐标系中建立工件坐标系的过程。
对刀前,应先将工件毛坯准确定位装夹在工作台上。对于较小的零件,一般安装在平口钳或专用夹具上;对于较大的零件,一般直接安装在工作台上,安装时要使零件的基准方向和X、Y、Z 轴的方向相一致,并且保证切削时刀具不会碰到夹具或工作台,然后将零件夹紧。
常用的对刀方法是手工对刀法,一般要使用刀具、标准芯捧、百分表(千分表)、定心锥轴和寻边器等工具。
1.以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点
(1)以定心锥轴找孔中心
如图7-3 所示,根据孔径大小选用相应的定心锥轴,手动操作使锥轴逐渐靠近基准孔的中心,手动移动Z 轴,使其能在孔中上、下轻松移动,记录下此时机床坐标系中的X、Y 坐标值,即为所找孔中心的位置。
(2)用百分表找孔中心如图7-4 所示,用磁性表座将百分表黏贴在机床主轴端面上,手动或低速旋转主轴。
图7-3 以定心锥轴找孔中心
图7-4 用百分表找孔中心
然后,手动操作使旋转表头依X、Y、Z 的顺序逐渐靠近被测表面,用步进移动方式逐步降低步进增量倍率,调整移动X、Y 位置,使得表头旋转一周时,其指针的跳动量在允许的对刀误差内(如0.02mm),记录下此时机床坐标系中的X、Y 坐标值,即为所找孔中心的位置。
(3)用寻边器找毛坯对称中心
将电子寻边器装在主轴上,其柄部和触头之间有一个固定的电位差,当触头与金属工件接触时,即通过床身形成回路电流,寻边器上的指示灯将被点亮。逐步降低步进增量,使触头与工件表面处于极限接触(进一步即点亮,退一步则熄灭),即为定位到工件表面的位置处。
图7-5 寻边器找对称中心
如图7-5 所示,先后定位到工件正对的两侧表面,记录下对应的X1X2Y1Y2 坐标值,则对称中心在机床坐标系中的坐标值应是 ( X 1 +X 2)/2和 (Y 1 +Y2 )/2。
2.以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点
如图7-6 所示,使用寻边器或直接用刀具对刀。
图7-6 对刀操作时的坐标位置关系
(1)按X、Y 轴移动方向键,令刀具或寻边器移到工件左(或右)侧空位的上方。再让刀具下行,最后调整移动X 轴,使刀具圆周刃口接触工件的左(或右)侧面,记录下此时刀具在机床坐标系中的X 坐标Xa;然后按X 轴移动方向键使刀具离开工件左(或右)侧面。(www.xing528.com)
(2)用同样的方法移动到刀具圆周刃口接触工件的前(或后)侧面,记录下此时的Y 坐标Ya;最后,让刀具离开工件的前(或后)侧面,并将刀具回升到远离工件的位置。
(3)如果已知刀具或寻边器的直径为D,则基准边线交点处的坐标应为(X a+D/2,Ya +D/2),工件原点坐标为(X a +D/2+Xb /2,Ya +D/2+Yb/2)。
3.刀具Z 向对刀
当对刀工具中心(即主轴中心)在X、Y 方向上的对刀完成后,可取下对刀工具,换上基准刀具,进行Z向对刀操作。Z 向对刀点通常都是以工件的上、下表面为基准的,按Z 轴移动方向键,令刀具或寻边器快速移到工件上方。再让刀具慢速下行,最后调整移动Z 轴,使刀具圆周刃口接触工件上表面,记录下此时刀具在机床坐标系中的Z 坐标值,然后按Z轴移动方向键使刀具离开工件。
下面以图7-7 所示零件为例,简述对刀过程。
图7-7 X、Y 向对刀
(1)回参考点。启动机床回参考点键,分别按【+Z】【+X】【+Y】键使机床回参考点。
(2)将φ20mm 标准测量棒刀柄装入主轴,在JOG 方式下,移动X 轴靠近工件左侧,将φ10mm 标准塞尺塞入,根据间隙大小调整步进增量值,在塞尺正好能够塞入时,记录下此时X 坐标值。
移动Y 轴靠近工件前侧,将φ10mm 标准塞尺塞入,根据间隙大小调整步进增量值,在塞尺正好能够塞入时,记录下此时Y 坐标值,如图7-7 所示。
用加工所用刀具换下φ20mm 标准测量棒,移动Z 轴靠近工件上面,将φ10mm 标准塞尺塞入,根据间隙大小调整步进增量值,在塞尺正好能够塞入时,记录下此时Z 坐标值,如图7-8 所示。
(3)编程原点设定值(G54)的计算:
X=(-205.135+10+10+80)=-105.135mm
其中,-205.135mm 为X 坐标 显 示 值;+10mm 为测量棒半径值;+10mm 为塞尺厚度;+80 为工件长度的1/2。
Y=(-194.101+10+10+80)=-94.101mm其中,-194.101mm 为Y 坐标显示值;+10mm 为测量棒半径值;+10mm 为塞尺厚度;+80 为工件宽度的1/2。
Z=(-185.385-10)=-195.385mm
其中,-185.385mm 为Z 坐标显示值;塞尺厚度。
(4)设置编程原点,按【参数】键→按【零点偏移】键→将光标移动到G54 ~G59 中的一个偏置代码上。将上面计算好的X、Y、Z 值分别输入对应的位置。
由于每一把刀的X、Y 值都一样(都设置在毛坯中心),但Z 值不一样,所以需要Z 向再对刀。
图7-8 Z 向对刀
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