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数控加工机床对刀方法及误差的研究

人气:56发表时间:2020/3/27 11:24:38【

介绍了数控加工机床的各种误差和对刀方法,详细分析了数控加工机床的对刀误差来源及相应可采取的改善措施。通过研究这些问题,对提高数控加工机床的加工精度提供了依据。

数控加工机床对刀方法及误差的研究

1、数控加工进程中发作的加工差错

(1)编程差错:首要是数控编程时数控体系发作的插补差错,首要由于用直线段或圆弧段避近零件归纳时发作的。这是影响零件加工精度的一个重要因素。能够靠增加插补节点数处理,但会增加编程作业量。


(2)刀尖圆弧差错:在切削内孔、外因或端面时,刀尖圆弧不影响其尺度、形状,但在加工锥面或圆弧时受刀尖圆弧影响造成过切或少切。此差错可经过丈量刀尖圆弧半径,选用刀具半径补偿功能来消除差错。


(3)丈量差错:首要是受量具丈量精度以及丈量者操作办法影响,导致的实测尺度不精确。此差错可补偿。


(4)对刀差错:此差错首要发作在对刀进程中,刀具在移动到起刀点方位时受操作体系的进给修调份额值影响。处理办法是合理挑选进给修调份额,特别是当刀具接近起刀点方位时选用最小挡进给修调使刀具精确认坐落起刀点方位。


(5)机床体系差错:受机床本体影响发作的形位公役,此公役一般不行调整;伺服单元,驱动设备发作的重复定位差错,首要由体系受机床脉冲当量巨细、均匀度及传动道路影响;这些差错量很小且稳定,只有在精细加工时应予以考虑。


2、对刀办法

数控加工的对刀,对其处理的好坏直接影响到加工零件的精度,还会影响数控加工机床的操作。所谓对刀,就是在工件坐标系中使刀具的刀位点坐落起刀点(对刀点)上,使其在数控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工外表相对于定位基准有正确的尺度关系,然后确保零件的加工精度要求。在数控加工中,对刀的根本办法有试切法、对刀仪对刀、ATC对刀和主动对刀等。


2.1 、试切法

依据数控加工机床所用的方位检测设备不同,试切法分为相对式和肯定式两种。在相对式试切法对刀中,可选用三种办法:一是用量具(如钢板尺等)直接丈量,对准对刀尺度,这种对刀办法简洁但不精确;二是经过刀位点与定位块的作业面对齐后,移开刀具至对刀尺度,这种办法的对刀精确度取决于刀位点与定位块作业面对齐的精度;三是将工件加工面先光一刀,测出工件尺度,间接算出对刀尺度,这种办法最为精确。在肯定式试切法对刀中,需选用基准刀,然后以直接或间接的办法测出其他


刀具的刀位点与基准刀之间的差错,作为其他刀具的设定刀补值。以上试切法,选用“试切——丈量——调整(补偿)”的对刀形式,故占用机床时刻较多,功率较低,但由于办法简略,所需辅佐设备少,因此广泛被用于经济型低档数控加工机床中。


2.2 、对刀仪对刀

对刀仪对刀分为机内对刀仪对刀和机外对刀仪对刀两种。机内对刀仪对刀是将刀具直接设备在机床某一固定方位上(对车床,刀具直接设备在刀架上或经过刀夹再设备在刀架上),此办法比较多地用于车削类数控加工机床中。而机外对刀仪对刀有必要经过刀夹再设备在刀架上(车床),连同刀夹一同,预先在机床外面校正好,然后把刀装上机床就能够运用了,此办法目前首要用于镗铣类数控加工机床中,如加工中心等。选用对刀仪对刀需添置对刀仪辅佐设备,本钱较高,装卸刀具吃力,但可节省机床的对


刀时刻,进步了对刀精度,一般用于精度要求较高的数控加工机床中。


2.3 、ATC对刀

AIC对刀是在机床上运用对刀显微镜主动计算出刀具长度的办法。由于操作对刀镜以及对刀进程仍是手动操作和目视,故仍有必定的对刀差错。与对刀仪对刀比较,仅仅装卸刀具要便利轻松些。主动对刀是运用CNC设备的刀具检测功能,主动精确地测出刀具各个坐标方向的长度,主动批改刀具补偿值,并且不必中止就直接加工工件。与前面的对刀办法比较,这种办法减少了对刀差错,进步了对刀精度和对刀功率,但需由刀检传感器和刀位点检测体系组成的主动对刀体系,并且CNC体系有必要具有刀具主动检测的辅佐功能,体系较复杂,投入资金大,一般用于高级数控加工机床中。


2.4 、主动对刀

主动对刀是运用CNC设备的刀具检测主动批改刀具补偿值功能,主动精确地测出刀具各个坐标方向的长度,并且不必中止就直接加工工件。主动对刀亦称刀尖检口功能。


在加工中心上一次设备工件后,需用刀库中的多把刀具加工工件的多个外表。为进步对刀精度和对刀功率,一般选用机外对刀仪对刀、ATC对刀和主动对刀等办法,其中机外对仪对刀一般广泛用于中档铿铣类加工中心上。在选用对刀仪对刀时,一般先挑选基准芯棒对准好工件外表,以确认工件坐标原点,然后挑选某一个便利对刀的面,选用动态(刀转)对刀方式。


3、加工差错的原因及采取的办法

归纳起来,发作对刀差错的原因有:

(1)当用试切法对刀时,对刀差错首要来源于试切工件之后的丈量差错和操作进程中目测发作的差错。

(2)当运用对刀仪、对刀镜对刀和主动对刀时,差错首要未源于仪器的制作、设备和丈量差错,别的运用仪器的技巧欠佳也会造成差错。

(3)丈量刀具时是在静态下进行的,而加工进程是动态的,同时要遭到切削力和振动外力的影响,使得加工出来的尺度和预调尺度不一致。此项差错的巨细决定于刀具的质量和动态刚度。

(4)在对刀进程中,大多时候要执行“机床回参考点”的操作,在此进程中可能会发作零点漂移而导致回零差错,然后发作对刀差错。

(5)机床内部都有丈量设备,最小衡量单位的巨细也与差错有关。一般说来,最小衡量单位大的测设备其差错就大,最小衡量单位小的丈量设备其差错就小。


减小对刀差错的首要办法有:

(1)当用试切法对刀时,操作要细心。对刀后还要依据刀具所加工零件的实践尺度和编程尺度之间的差错来批改刀具补偿值,还要考虑机床重复定位精度对对刀精度的影响以及刀位点的设备高度对对刀精度的影响。

(2)当运用仪器对刀时,要留意仪器的制作、设备和丈量精度。要把握运用仪器的正确办法。

(3)挑选刀具时要留意刀具的质量和动态刚度。

(4)定期检查数控加工机床零点漂移状况,留意及时调整机床。


经过选用试切法与近似定值法法对零件进行加工,每种办法均加工五个零件。别离丈量其轴向尺度与其中一个径向尺度,求尺度差错肯定值的平均值,平均值大的那一组工件阐明其对刀差错较大。


如果零件的轴向尺度精度要求高的话,不要用手动丈量的试切对刀,由于丈量时的人为差错难以防止,可用体系主动丈量的那种试切对刀办法,不过也要看体系丈量精度是否与需求确保的尺度精度。如果零件的径向尺度要求较高,尽量不要用近似定值法对刀,此对刀办法很难确保刀剪精确的对准工件旋转中心。不过这种办法对刀零件的轴向尺度不会有太大的差错,由于对刀时的轴向尺度是体系主动丈量的,防止了人为差错的介入。


下面是工控论坛网友“EEbeginner”搜集到的对刀例子,一同看看,期望对大家有协助。感谢制作者!


如图内归纳型腔零件图,选用寻边器对刀,其详细过程如下:


( 1 ) X 、 Y 向对刀

将工件经过夹具装在机床作业台上,装夹时,工件的四个侧面都应留出寻边器的丈量方位。

快速移动作业台和主轴,让寻边器测头接近工件的左边;

改用微调操作,让测头渐渐接触到工件左边,直到寻边器发光,记下此刻机床坐标系中的 X 坐标值, 如 310.300 ;

抬起寻边器至工件上外表之上,快速移动作业台和主轴,让测头接近工件右侧;

改用微调操作,让测头渐渐接触到工件左边,直到寻边器发光,记下此刻机械坐标系中的 X 坐标值,如 200.300 ;

若测头直径为 10mm ,则工件长度为 200.300 ( 310.300) 10=100 ,据此可得工件坐标系原点 W 在机床坐标系中的 X坐标值为 310.300+100/2+5= 255.300 ;

同理可测得工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Y 坐标值。


( 2 ) Z 向对刀

卸下寻边器,将加工所用刀具装上主轴;

将 Z 轴设定器(或固定高度的对刀块,以下同)放置在工件上平面上;

快速移动主轴,让刀具端面接近 Z 轴设定器上外表;

改用微调操作,让刀具端面渐渐接触到 Z 轴设定器上外表,直到其指针指示到零位;

记下此刻机床坐标系中的 Z 值,如 250.800 ;

若 Z 轴设定器的高度为 50mm ,则工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Z 坐标值为 250.800 50 ( 30 20)= 310.800。


( 3 )将测得的 X 、 Y 、 Z 值输入到机床工件坐标系存储地址中( 一般运用 G54 G59 代码存储对刀参数 )。


4、留意事项

在对刀操作进程中需留意以下问题:

( 1 )依据加工要求选用正确的对刀工具,控制对刀差错;

( 2 )在对刀进程中,可经过改动微调进给量来进步对刀精度;

( 3 )对刀时需小心翼翼操作,特别要留意移动方向,防止发作磕碰危险;

( 4 )对刀数据必定要存入与程序对应的存储地址,防止因调用过错而发作严重后果。


二、刀具补偿值的输入和修改

依据刀具的实践尺度和方位,将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储方位。


需留意的是,补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将威胁到加工,然后导致撞车危险或加工报废。      http://www.zslanjia.com/

此文关键字: 数控加工机床

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