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数控车床加工对刀操作及工作原理

1.手工编程操作

将编制的加工程序输入数控系统,具体的操作方法是:先通过机械操作面板启动数控机床,接着由CRT/MDI面板输入加工程序,然后运行加工程序。

1)启动数控机床操作

①机床启动按钮ON

②程序锁定按钮OFF

2)编辑操作

①选择MDI方式或EDIT方式

②按(PRGRM)健

③输入程序名 键入程序地址符、程序号字符后按(INSRT)键。

④键入程序段

⑤键入程序段号、操作指令代码后按(INPUT)键。

3)运行程序操作

①程序锁定按钮ON

②选择自动循环方式

2.调用程序操作

调用已储存在数控系统中的加工程序,具体的操作方法先通过机械操作面板启动数控机床,接着调用系统内的加工程序,然后运行程序。

1)启动数控机床操作

①机床启动按钮ON

②程序锁定按钮OFF

2)调用程序操作

①选择MDI方式或EDIT方式

②按(PRGRM)键

③调用程序 键入程序地址符、程序号字符后按(INPUT)键。

3)运行程序操作

①程序锁定按钮ON

②选择自动循环方式

③按自动循环按钮

3.数控车床对刀操作

数控车床对刀方法有三种(图1):试切削对刀法、机械对刀法和光学对刀法。

1)试切削对刀法对刀原理

如图2所示,假设刀架在外圆刀所处位置换上切割刀,虽然刀架没有移动,刀具的坐标位置也没有发生变化,但两把刀尖不在同一位置上,如果不消除这种换刀后产生的刀尖位置误差,势必造成换刀后的切削加工误差。

换刀后刀尖位置误差的计算:  ΔX=X1-X2

ΔZ=Z1-Z2

根据对刀原理,数控系统记录了换刀后产生的刀尖位置误差ΔX、ΔZ,如果用刀具位置补偿的方法确定换刀后的刀尖坐标位置,这样能保证刀具对工件的切削加工精度。

2)基准刀对刀操作(图3)

①用外圆车刀切削工件端面,向数控系统输入刀尖位置的Z坐标。

②用外圆车刀切削工件外圆,测量工件的外圆直径,向数控系统输入该工件的外圆直径测量值,即刀尖位置的X坐标。耐磨焊条

3)一般刀对刀操作

如图4所示,用切割刀的刀尖对准工件端面和侧母线的交点,向数控系统输入切割刀刀尖所在位置的Z坐标和X坐标。这样,数控系统记录了两把刀尖在同一位置上的不同坐标值,计算出换刀后一般刀与基准刀的刀尖位置偏差,并通过数控系统刀具位置偏差补偿来消除换刀后的刀尖位置偏差。

4.刀位偏置值的修改与应用

如果车削工件外圆后,工件的外圆直径大了0.30mm。对此,我们可不用修改程序,而通过修改刀位偏置值来解决,即在X方向把刀具位置的偏置值减小0.30mm,这样就很方便地解决了切削加工中产生的加工误差。

在用G50设置刀具的起点时,一般要将该刀的刀偏值设为零。

此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置,且操作较为复杂。但它提供了用手工**调整起刀点的操作方式,有的人对此比较喜欢。

(3)用G54~G59设置程序原点

①试切和测量步骤同前述一样。

②按“OFSET SET”键,进人“坐标系”设置,移动光标到相应位置,输入程序原点的坐标值,按“测量”或“输入”键进行设置。如图4所示。

③在加工程序里调用,例如:G55 X100 Z5...。G54为默认调用。

注意:若设置和使用了刀偏补偿,蕞好将G54~G59的各个参数设为0,以免重复出错。对于多刀加工,可将基准刀的偏移值设置在G54~G59的其中之一,将基准刀的刀偏补偿设为零,而将其它刀的刀偏补偿设为其相对于基准刀的偏移量。

这种方式适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。铣削加工用得较多。

执行G54~G59指令相当于将机床原点移到程序原点。

(4)用“工件移”设置程序原点

①通过试切工件外圆、端面,测量直径,根据公式(1)计算出程序原点(工件原点)的X坐标,记录显示屏显示的原点Z坐标。

②按“OFSET SET”键,进入“工件移”设置,将光标移到对应位置,分别输入得到的X. Z坐标值,按机床MDI键盘上的“INPUT”键进行设置。如图5所示。

③使X、Z轴回机床原点(参考点),建立程序原点坐标。

“工件移”设置亦相当于将机床原点移到程序原点(工件原点)。对于单刀加工,如果设置了“工件移”,蕞好将其刀偏补偿设为0,以防重复出错;对于多刀加工,“工件移”中的数值为基准刀的偏移值,将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在相应的刀偏补偿中。

所谓**对刀,就是在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序,通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路,反复修调偏移量、或基准刀的程序起点位置和非基准刀的力偏置,使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求。由于保证基准刀程序起点处于**位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提,因此一般修正了前者后再修正后者。

**对刀偏移量的修正公式为:

记:δ=理论值(程序指令值)-实际值(测量值),则

xo2=xo1 +δx(3)

Zo2=Zo1-δZ

注意:δ值有正负号。

例如:用指令试切一直径40、长度为50的圆柱,如果测得的直径和长度分别为040.25和49.85,则该刀具在X、Z向的偏移坐标分别要加上-0.25和-0.15,当然也可以保持原刀偏值不变,而将误差加到磨损栏。6 结束语

笔者设计了一段多刀加工程序,在FANUC Oi数控车削系统上验证了上述几种组合对刀设置方式,取得了相同的效果。对其它数控系统也具有一定推广价值。

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