數(shù)控編程之刀具點位的全套知識
1.刀位點
刀位點是刀具上的一個基準(zhǔn)點,刀位點相對運動的軌道即加工道路,也稱編程軌道。
2.對刀和對刀點
對刀是指操作員在發(fā)動數(shù)控程序之前,經(jīng)過必定的丈量手段,使刀位點與對刀點重合。能夠用對刀儀對刀,其操作比較簡單,丈量數(shù)據(jù)也比較精確。還能夠在數(shù)控機床上定位好夾具和裝置好零件之后,運用量塊、塞尺、千分表等,運用數(shù)控機床上的坐標(biāo)對刀。關(guān)于操作者來說,確認(rèn)對刀點將是非常重要的,會直接影響零件的加工精度和程序控制的精確性。在批出產(chǎn)進(jìn)程中,更要考慮到對刀點的重復(fù)精度,操作者有必要加深對數(shù)控設(shè)備的了解,把握更多的對刀技巧。
(1)對刀點的挑選準(zhǔn)則
在機床上簡單找正,在加工中便于查看,編程時便于核算,而且對刀誤差小。對刀點能夠挑選零件上的某個點(如零件的定位孔中心),也能夠挑選零件外的某一點(如夾具或機床上的某一點),但有必要與零件的定位基準(zhǔn)有必定的坐標(biāo)聯(lián)系。
進(jìn)步對刀的精確性和精度,即便零件要求精度不高或者程序要求不嚴(yán)格,所選對刀部位的加工精度也應(yīng)高于其他方位的加工精度。挑選接觸面大、簡單監(jiān)測、加工進(jìn)程安穩(wěn)的部位作為對刀點。對刀點盡可能與規(guī)劃基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一,防止因為尺度換算導(dǎo)致對刀精度乃至加工精度下降,添加數(shù)控程序或零件數(shù)控加工的難度。
為了進(jìn)步零件的加工精度,對刀點應(yīng)盡量選在零件的規(guī)劃基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例如以孔定位的零件,以孔的中心作為對刀點較為適合。對刀點的精度既取決于數(shù)控設(shè)備的精度,也取決于零件加工的要求,人工查看對刀精度以進(jìn)步零件數(shù)控加工的質(zhì)量。尤其在批出產(chǎn)中要考慮到對刀點的重復(fù)精度,該精度可用對刀點相對機床原點的坐標(biāo)值來進(jìn)行校核。
(2)對刀點的挑選辦法
關(guān)于數(shù)控車床或車銑加工中心類數(shù)控設(shè)備,因為中心方位(X0,Y0,A0)已有數(shù)控設(shè)備確認(rèn),確認(rèn)軸向方位即可確認(rèn)整個加工坐標(biāo)系。因而,只需求確認(rèn)軸向(Z0或相對方位)的某個端面作為對刀點即可。
關(guān)于三坐標(biāo)數(shù)控銑床或三坐標(biāo)加工中心,相對數(shù)控車床或車銑加工中心復(fù)雜許多,依據(jù)數(shù)控程序的要求,不只需求確認(rèn)坐標(biāo)系的原點方位(X0,Y0,Z0),而且要同加工坐標(biāo)系G54、G55、G56、G57等的確認(rèn)有關(guān),有時也取決于操作者的習(xí)慣。對刀點能夠設(shè)在被加工零件上,也能夠設(shè)在夾具上,但是有必要與零件的定位基準(zhǔn)有必定的坐標(biāo)聯(lián)系,Z方向能夠簡單的經(jīng)過確認(rèn)一個簡單檢測的平面確認(rèn),而X、Y方向確認(rèn)需求依據(jù)詳細(xì)零件挑選與定位基準(zhǔn)有關(guān)的平面、圓。
關(guān)于四軸或五軸數(shù)控設(shè)備,添加了第4、第5個旋轉(zhuǎn)軸,同三坐標(biāo)數(shù)控設(shè)備挑選對刀點相似,因為設(shè)備更加復(fù)雜,同時數(shù)控系統(tǒng)智能化,提供了更多的對刀辦法,需求依據(jù)詳細(xì)數(shù)控設(shè)備和詳細(xì)加工零件確認(rèn)。
對刀點相對機床坐標(biāo)系的坐標(biāo)聯(lián)系能夠簡單地設(shè)定為相互相關(guān),如對刀點的坐標(biāo)為(X0,Y0,Z0),同加工坐標(biāo)系的聯(lián)系能夠界說為(X0+Xr,Y0+Yr,Z0+Zr),加工坐標(biāo)系G54、G55、G56、G57等,只需經(jīng)過控制面板或其他方式輸入即可。這種辦法非常靈活,技巧性很強,為后續(xù)數(shù)控加工帶來很大便利。一旦因為編程參數(shù)輸入過錯,機床發(fā)作磕碰,對機床精度的影響是致命的。所以關(guān)于高精度數(shù)控車床來說,磕碰事端要根絕。
(3)磕碰發(fā)作的最首要的原因:
a. 對刀具的直徑和長度輸入過錯;
b. 對工件的尺度和其他相關(guān)的幾許尺度輸入過錯以及工件的初始方位定位過錯;
c. 機床的工件坐標(biāo)系設(shè)置過錯,或者機床零點在加工進(jìn)程中被重置,而發(fā)作改變,機床磕碰大多發(fā)作在機床快速移動進(jìn)程中,這時分發(fā)作的磕碰的危害也最大,應(yīng)肯定防止。
在程序結(jié)束階段,數(shù)控軸的退刀動作順序過錯,那么也可能發(fā)作磕碰。為了防止上述磕碰,操作者在操作機床時,要充分發(fā)揮五官的功用,調(diào)查機床有無異常動作,有無火花,有無噪音和異常的響動,有無震動,有無焦味。發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即終止程序,待機床問題解決后,機床才能繼續(xù)作業(yè)。
3.零點漂移現(xiàn)象
零點漂移現(xiàn)象是受數(shù)控設(shè)備周圍環(huán)境影響要素引起的,在相同的切削條件下,對同一臺設(shè)備來說、運用相同一個夾具、數(shù)控程序、刀具,加工相同的零件,發(fā)作的一種加工尺度不一致或精度下降的現(xiàn)象。
零點漂移現(xiàn)象首要體現(xiàn)在數(shù)控加工進(jìn)程的一種精度下降現(xiàn)象或者能夠理解為數(shù)控加工時的精度不一致現(xiàn)象。零點漂移現(xiàn)象在數(shù)控加工進(jìn)程中是不可防止的,關(guān)于數(shù)控設(shè)備是普遍存在的,一般受數(shù)控設(shè)備周圍環(huán)境要素的影響較大,嚴(yán)重時會影響數(shù)控設(shè)備的正常作業(yè)。影響零點漂移的原因許多,首要有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度改變大等。
4.刀具補償
經(jīng)過必定時刻的數(shù)控加工后,刀具的磨損是不可防止的,其首要體現(xiàn)在刀具長度和刀具半徑的改變上,因而,刀具磨損補償也首要是指刀具長度補償和刀具半徑補償。
5.刀具半徑補償
在零件概括加工中,因為刀具總有必定的半徑如銑刀半徑,刀具中心的運動軌道并不等于所需加工零件的實際軌道,而是需求偏置一個刀具半徑值,這種偏移習(xí)慣上成為刀具半徑補償。因而,進(jìn)行零件概括數(shù)控加工時有必要考慮刀具的半徑值。需求指出的是,UG/CAM數(shù)控程序是以理想的加工狀況和精確的刀具半徑進(jìn)行編程的,刀具運動軌道為刀心運動軌道,沒有考慮數(shù)控設(shè)備的狀況和刀具的磨損程度對零件數(shù)控加工的影響。因而,無論關(guān)于概括編程,仍是刀心編程,UG/CAM數(shù)控程序的實現(xiàn)有必要考慮刀具半徑磨損帶來的影響,合理運用刀具半徑補償。
6.刀具長度補償
在數(shù)控銑、鏜床上,當(dāng)?shù)毒吣p或替換刀具時,使刀具刀尖方位不在原始加工的編程方位時,有必要經(jīng)過延長或縮短刀具長度方向一個偏置值的辦法來補償其尺度的改變,以保證加工深度或加工表面方位依然達(dá)到原規(guī)劃要求尺度。
7.機床坐標(biāo)系
數(shù)控機床的坐標(biāo)軸命名規(guī)定為機床的直線運動采用笛卡兒坐標(biāo)系,其坐標(biāo)命名為X、Y、Z,通稱為基本坐標(biāo)系。以X、Y、Z坐標(biāo)軸或以與X、Y、Z坐標(biāo)軸平行的坐標(biāo)軸線為中心旋轉(zhuǎn)的運動,別離稱為A軸、B軸、C軸,A、B、C的正方向按右手螺旋規(guī)律確認(rèn)。
Z軸:一般把傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標(biāo)軸。關(guān)于刀具旋轉(zhuǎn)的機床,如鏜床、銑床、鉆床等,刀具旋轉(zhuǎn)的軸稱為Z軸。
X軸:X軸一般平行與工件裝夾面并與Z軸筆直。關(guān)于刀具旋轉(zhuǎn)的機床,例如臥式銑床、臥式鏜床,從刀具主軸向工件方向看,右手方向為X軸的正方向,當(dāng)Z軸為筆直時,關(guān)于單立柱機床如立式銑床,則沿刀具主軸向立柱方向看,右手方向為X軸的正方向。
Y軸:Y軸筆直于X軸和Z軸,其方向可依據(jù)已確認(rèn)的X軸和Z軸,按右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確認(rèn)。
旋轉(zhuǎn)軸的界說也依照右手定則,繞X軸旋轉(zhuǎn)為A軸,繞Y軸旋轉(zhuǎn)為B軸,繞Z軸旋轉(zhuǎn)為C軸。數(shù)控機床的坐標(biāo)軸如下圖所示:
機床原點便是機床坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點。機床上有一些固定的基準(zhǔn)線,如主軸中心線;也有一些固定的基準(zhǔn)面,如作業(yè)臺面、主軸端面、作業(yè)臺旁邊面等。當(dāng)機床的坐標(biāo)軸手動返回各自的原點之后,用各坐標(biāo)軸部件上的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面之間的距離便可確認(rèn)機床原點的方位,該點在數(shù)控機床的運用闡明書上均有闡明
8.零件加工坐標(biāo)系和坐標(biāo)原點
工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系,是由編程員在編制零件加工程序時,以工件上某一固定點為原點建立的坐標(biāo)系。零件坐標(biāo)系的原點稱為零件零點(零件原點或程序零點),而編程時的刀具軌道坐標(biāo)是按零件概括在零件坐標(biāo)系的坐標(biāo)確認(rèn)的。
加工坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中稱為調(diào)整點。在加工時,零件隨夾具裝置在機床上,零件的裝夾方位相關(guān)于機床是固定的,所以零件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中的方位也就確認(rèn)了。這時丈量的零件原點與機床原點之間的距離稱作零件零點偏置,該偏置需求預(yù)先存儲到數(shù)控系統(tǒng)中。
在加工時,零件原點偏置便能自動加到零件坐標(biāo)系上,使數(shù)控系統(tǒng)可按機床坐標(biāo)系確認(rèn)加工時的肯定坐標(biāo)值。因而,編程員能夠不考慮零件在機床上的實際裝置方位和裝置精度,而運用數(shù)控系統(tǒng)的偏置功用,經(jīng)過零件原點偏置值,補償零件在機床上的方位誤差,現(xiàn)在的數(shù)控機床都有這種功用,運用起來很便利。零件坐標(biāo)系的方位以機床坐標(biāo)系為參考點,在一個數(shù)控機床上能夠設(shè)定多個零件坐標(biāo)系,別離存儲在G54/G59等中,零件零點一般設(shè)在零件的規(guī)劃基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)處,便于核算尺度。
一般數(shù)控設(shè)備能夠預(yù)先設(shè)定多個作業(yè)坐標(biāo)系(G54~G59),這些坐標(biāo)系存儲在機床存儲器內(nèi),作業(yè)坐標(biāo)系都是以機床原點為參考點,別離以各自與機床原點的偏移量表明,需求提早輸入機床數(shù)控系統(tǒng),或者說是在加工前設(shè)定好的坐標(biāo)系。
加工坐標(biāo)系(MCS)是零件加工的一切刀具軌道輸出點的定位基準(zhǔn)。加工坐標(biāo)系用OM-XM-YM-ZM表明。有了加工坐標(biāo)系,在編程時,無需考慮工件在機床上的裝置方位,只需依據(jù)工件的特點及尺度來編程即可。
加工坐標(biāo)系的原點即為工件加工零點。工件加工零點的方位是任意的,是由編程人員在編制數(shù)控加工程序時依據(jù)零件的特點選定。工件零點能夠設(shè)置在加工工件上,也能夠設(shè)置在夾具上或機床上。為了進(jìn)步零件的加工精度,工件零點盡量選在精度較高的加工表面上;為便利數(shù)據(jù)處理和簡化程序編制,工件零點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的規(guī)劃基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上,關(guān)于對稱零件,最好將工件零點設(shè)在對稱中心上,簡單找準(zhǔn),查看也便利。
9.裝夾原點
裝夾原點常見于帶反轉(zhuǎn)(或擺動)作業(yè)臺的數(shù)控機床和加工中心,比方反轉(zhuǎn)中心,與機床參考點的偏移量可經(jīng)過丈量存入數(shù)控系統(tǒng)的原點偏置寄存器中,供數(shù)控系統(tǒng)原點偏移核算用。