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数控车床编程工艺问题

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九、处理特殊的工艺问题

数控车床在进行程序编制以前,不仅要明确工艺中的各项问题,而且要针对加工程序中所涉及到的刀位点、编程原点、间隙量等都要明确,如切槽刀的刀宽、刀位点的确定。因此,在编程前要将各项准备工作都完成,才进行程序的编制工作。

1、刀位点及刀具补偿

加工一个零件常需要几把不同的刀具,由于刀具形状不同、安装位置偏差等,每把刀转到切削位置时,其刀尖所处位置并不完全重合,为使在编程时无需考虑刀具间的偏差,因此要对刀具进行刀具偏差补偿(即对刀),对刀是数控加工中较为复杂的工艺准备工作之一。对刀的好与差将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。

通过对刀或刀具预调,还可同时测定其各号刀的刀位偏差,有利于设定刀具补偿量。

1)刀位点刀位点是指在加工程序编制中,用以表示刀具特征的点,也是对刀和加工基准点的。对于车刀,各类车刀的刀位点见图2—17所示。

2)刀具补偿(对刀)

对刀是数控加工中的主要操作。结合机床操作说明掌握有关对刀方法和技巧,具有十分重要的意义。

在加工程序执行前,调整每把刀的刀位点,使其尽量重合于某一理想基准点,这一过程称为对刀。理想基准点可以设定在刀具上,如基准刀的刀尖上;也可以设定在刀具外,如光学对刀镜内的十字线的交点上。

对刀的基本方法,目前,绝大多数的数控车床采用手动对刀,其基本方法有:

①定位对刀法定位对刀法的实质是按接触式设定基准重合原理而进行的一种粗定位对刀方法,其定位基准由预设的对刀基准点来体现。对刀时,只要将各号刀的刀位点调整至与对刀基准点重合即可。该方法简便、易行因而得到较广泛的应用,但其对刀精度受到操作者技术熟练程度的影响,一般情况下其精度都不高,还需在加工或试切中进行修正。

②光学对刀法这是一种按非接触式设定基准重合原理而进行的一种对刀方法,其定位基准通常由光学显微镜(或投影放大镜)上的十字基准刻线交点来体现。这种对刀方法比定位对刀法的对刀精度高,并且不会损坏刀尖,是一种推广采用的方法。

③试切对刀法在以上各种手动对刀方法中,均因可能受到手动和目测等多种误差的影响,其对刀精度十分有限,往往需要通过试切对刀,以得到更加准确和可靠的结果。

对刀后,各号刀的刀位点与对刀基准点相重合的状况,总是有一定偏差的。因此,在对刀的进行过程中,可同时测定出各号刀具的刀位偏差(在进给坐标轴方向上的偏差大小与方向),以便进行自动补偿。

刀位偏差的测定工作是伴随着对刀工作进行的,其测定原理与对刀原理基本相同,测定过程与对刀过程相似,常采用光学测定法和试切测定法进行。

3、确定对刀点和换刀点的位置

1)对刀点的含义用以确定工件坐标系相对于机床坐标系之间的关系,并与对刀基准点相重合(或经刀补后能重合)的位置,称为对刀点。

在编制加工程序时,其程序原点通常设定在对刀点位置上。在一般情况下,对刀点既是加工程序执行的起点,也是加工程序执行后的终点。该点的位置可由G92等指令进行设定。

对刀点位置的选择原则

①尽量使加工程序的编制工作简单和方便;

②便于用常规量具在机床上进行测量,便于工件装夹;

③该点的对刀误差较小,或可能引起加工的误差为最小;

④尽量使加工程序中的引入(或返回)路线短,并便于换(转)刀;

⑤应选择在与机床约定机械间隙状态(消除或保持最大间隙方向)相适应的位置上,避免在执行其自动补偿时造成“反补偿”;

2)确定对刀点位置的方法确定对刀点位置的方法较多,对设置了固定原点的数控机床,可配合手动及显示功能,并用设置坐标系指令(如G92)即可方便地进行确定;对未设置固定原点的数控机床,则可视其确定的精度要求而分别采用位移换算法、模拟定位法可近似定位法等进行确定。

3)换刀点定位的确定换刀点是指在编制数控车床多刀加工的加工程序时,相对于机床固定原点而设置的一个自动换刀的位置。

换刀点的位置可设定在程序原点、机床固定原点或浮动原点上,其具体的位置应根据工序内容而定。

为了防止在换刀时碰撞到被加工零件或夹具、尾座,防止事故发生。除特殊情况外,其换刀点几乎都设置在被加工零件的外面,并留有一定的安全区。

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