數控車(chē)削加工中的試切對刀法

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　　數控車(chē)削加工中的試切對刀法【1】

　　摘 要:數控機床加工工藝中對數控加工精度的要求很高,因此要求數控機床加工技術(shù)人員要做到認真負責、技術(shù)精湛的程度,并且要熟練掌握多種數控機床加工技術(shù)。

　　其中比較先進(jìn)的一種數控加工工藝就是試切對刀法,這對整個(gè)數據機床加工工藝具有重要的意義。

　　下面我們就對目前比較流行的試切對刀法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

　　關(guān)鍵詞:數控加工 車(chē)削 試切對刀

　　數控機床加工是一種精度高、效率高、可靠性高的自動(dòng)化加工制造技術(shù),隨著(zhù)我國數控機床技術(shù)的快速發(fā)展,對于數控機床的使用也迅速普及開(kāi)來(lái)。

　　數控機床加工工藝中對數控加工精度的要求很高,這會(huì )很大程度上影響加工工件的質(zhì)量以及加工的效率。

　　影響加工精度的因素有很多方面,包括機床本身的精度限制、加工工藝系統的現狀、加工程序的執行效果以及對刀操作的使用熟練程度等。

　　因此,要求數控機床加工技術(shù)人員要做到認真負責、技術(shù)精湛的程度,并且要熟練掌握多種數控機床加工技術(shù)。

　　其中比較先進(jìn)的一種數控加工工藝就是試切對刀法。

　　數控加工過(guò)程中對刀是非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟,這將直接影響產(chǎn)出工件的質(zhì)量和工程的進(jìn)度。

　　因此,采用一種好的對刀法,對整個(gè)數據機床加工工藝具有重要的意義。

　　下面我們就對目前比較流行的試切對刀法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

　　1 數控車(chē)削加工中試切對刀法的基本原理

　　(1)數控車(chē)削加工中對刀的目的。

　　在使用數控機床對一個(gè)零件進(jìn)行加工的過(guò)程當中,一般需要多個(gè)不同種類(lèi)的刀具。

　　對于不同種類(lèi)的刀具的安裝都是要完全按照數控機床正確的裝刀要求進(jìn)行的。

　　在刀具旋轉到不同的位置使,需要保證刀尖的完全不同。

　　但是,從另一方面考慮,數控機床在加工某個(gè)零件的過(guò)程中,無(wú)論刀具處在什么位置,都需要保證刀尖的位置在進(jìn)行切削之前位于同一點(diǎn)上。

　　不然的話(huà),零件的加工就會(huì )缺少共同的標準基點(diǎn)。

　　因此,為了保證零件的加工不會(huì )受到刀具的安裝位置的影響,需要在加工的過(guò)程之前,按照要求調整刀的刀尖位置,從而使得所有刀的刀尖位置重合于同一個(gè)位置。

　　這個(gè)過(guò)程就叫做數控機床的對刀工藝,其本質(zhì)就是要建立一個(gè)工件的坐標系,并且同時(shí)要確定機床坐標系中各個(gè)工件坐標的具體位置,從而能夠使刀具最終的行動(dòng)軌跡按照要求行進(jìn)。

　　(2)數控車(chē)削加工中試切對刀法的原理。

　　試切對刀法主要是通過(guò)將車(chē)刀位點(diǎn)與原點(diǎn)進(jìn)行重合。

　　這樣的話(huà),就可以建立一個(gè)車(chē)刀和工件的坐標系位置對應關(guān)系。

　　另外,試切對刀還有很重要的作用,就是通過(guò)輸入位置的補償值來(lái)對數控車(chē)床坐標系下各個(gè)點(diǎn)的坐標值依據工件坐標系的原點(diǎn)進(jìn)行,即進(jìn)行從機床坐標系到工件坐標系轉換的過(guò)程。

　　這樣的話(huà),工藝過(guò)程中,車(chē)刀位點(diǎn)就能比較準確地按照工件坐標系規定的走刀路線(xiàn)依次進(jìn)行。

　　所以,數控車(chē)削加工中的試切對刀主要是使得數控加工的所有工件、刀具以及機床之間實(shí)現工件坐標系下的統一。

　　(3)數控車(chē)削加工中試切對刀法的基本步驟。

　　試切法對刀法是目前應用中最多的一種方法。

　　試切對刀法的基本步驟是:首先將刀具移動(dòng)到試切的工件端面,然后根據具體的機床進(jìn)行不同處理,以解決Z方向上的刀偏。

　　然后將刀具移動(dòng)到工件的試切外圓,并保持X坐標值不變,并向Z軸移動(dòng)從而使得刀具偏離工件,測量該段外圓直徑后根據具體情況做出不同處理,以解決X方向的刀偏。

　　其它的刀具則只需要進(jìn)行接觸工件的已切削表面就可以,并根據具體的刀具和方法進(jìn)行處理。

　　2 試切對刀法方法介紹

　　數控車(chē)削加工工藝中的試切對刀法主要包括以下幾種。

　　(1)G50/G92指令對刀方式。

　　此種對刀方式主要是通過(guò)設置刀具的起點(diǎn)和工件坐標系的相對坐標值,以完成對工件坐標系的詳細設定。

　　(2)G54/G55/G56/G57/G58/G59指令對刀方式。

　　在現代數控車(chē)床的使用過(guò)程當中,一般都會(huì )提供存儲型零點(diǎn)的偏置模式,這種模式通過(guò)將對刀特定點(diǎn)的當前機床坐標輸入數控系統的零點(diǎn)偏置存儲單元中,從而可以得到刀具的當前刀位點(diǎn)工件編程坐標。

　　(3)絕對型刀具位置補償方式對刀。

　　數控系統通過(guò)對刀可以直接獲得每把刀具的刀位點(diǎn)相對于工件編程坐標原點(diǎn)的機床絕對坐標,并將此坐標直接輸入到數控系統的刀具位置存儲單元中,在程序中調用帶有刀具位置補償號的刀具功能指令后,即建立起工件的編程坐標系。

　　(4)相對補償法對刀。

　　此種對刀方法是先確定一把刀作為基準刀,并設定一個(gè)對刀基準點(diǎn),把基準刀的刀補值設為零,然后使每把刀的刀尖與這一基準點(diǎn)接觸,利用這一點(diǎn)為基準,測出各把刀與基準刀的X、Z軸的偏置值。

　　這樣就得出每把刀的刀偏量,并把此值輸入到數控系統當中。

　　3 試切對刀法中的精度控制

　　數控車(chē)削加工過(guò)程中的精度控制問(wèn)題十分重要,控制的優(yōu)劣會(huì )直接影響產(chǎn)出工件的質(zhì)量和加工工藝的進(jìn)度。

　　車(chē)削加工過(guò)程中造成精度誤差有很多方面的因素,我們要針對不同原因采取不同的應對措施。

　　(1)對刀誤差。

　　對刀誤差主要發(fā)生在進(jìn)行對刀的過(guò)程當中。

　　刀具移至起刀點(diǎn)的位置后容易受到系統的預設閾值的影響而發(fā)生偏差。

　　主要的解決方法就是對進(jìn)給修調的比例進(jìn)行合理的設定。

　　(2)系統誤差。

　　由于機床系統本身的影響產(chǎn)生的誤差,或者是由驅動(dòng)裝置重復定位產(chǎn)生的誤差,這些都是由于系統脈沖的當量大小等因素影響造成的。

　　此類(lèi)誤差影響較小,一般情況下不予考慮。

　　(3)刀尖圓弧誤差。

　　一般情況下,需要對內孔或者外圓等弧面進(jìn)行切割。

　　此時(shí),刀尖的圓弧不容易影響具體工件的尺寸和形狀,但是在進(jìn)行錐面或圓弧的加工工藝時(shí),非常容易受到刀尖圓弧的影響而對工件的切割造成誤差。

　　(4)編程誤差。

　　這種情況主要是由于數控編程過(guò)程中插補錯誤形成的誤差。

　　編程誤差對加工零件的質(zhì)量影響較大。

　　在具體的實(shí)施工藝過(guò)程中要盡量避免。

　　我們可以通過(guò)增加插補的節點(diǎn)數目進(jìn)行解決。

　　4 結語(yǔ)

　　數控機床加工工藝作為一種現代化的自動(dòng)加工制造技術(shù),對我國的現代化建設貢獻了不小的力量。

　　因此,加強對數控機床加工工藝的研究具有重要的意義。

　　針對數控加工精度要求較高的問(wèn)題,本文對試切對刀法進(jìn)行了重點(diǎn)的介紹。

　　在今后對數控機床加工工業(yè)的研究過(guò)程中,要加強對對刀技術(shù)的研究,這將會(huì )對產(chǎn)出工件的質(zhì)量和工程的進(jìn)度產(chǎn)生直接的影響,對整個(gè)數據機床加工工藝的發(fā)展都具有重要的作用

　　參考文獻

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　　數控機床車(chē)削加工中參數的合理確定【2】

　　摘 要：切削用量不但是數控機床加工前必須要調整的重要參數，其數值選擇是否合理與加工質(zhì)量、加工效率和生產(chǎn)成本有著(zhù)密切的聯(lián)系。

　　因此，合理選擇切削參數對于提高加工零件質(zhì)量，縮短加工時(shí)間，提升加工效率，提高制造型企業(yè)經(jīng)濟效益及生產(chǎn)水平具有重要的現實(shí)意義，值得深入探討和研究。

　　關(guān)鍵詞：數控機床;車(chē)削加工;參數

　　在數控機床車(chē)削加工實(shí)踐中，合理確定切削參數，能夠保障加工零件的質(zhì)量，提高數控機床及切削刀具的使用壽命，最大限度地提升切削加工效率。

　　增加數控機床的進(jìn)給量和切削速度，能夠減少切削零件所需時(shí)間，但同時(shí)數控機床的切削刀具壽命會(huì )明顯縮短，加工零件的表面質(zhì)量也會(huì )有所下降。

　　因此，合理確定數控機床車(chē)削加工參數，是提升加工效率，獲得較高經(jīng)濟效益的重要途徑，值得深入探討。

　　1、為什么要合理確定數控加工切削用量

　　現代數控機床隨著(zhù)廣泛的應用，電子計算機相關(guān)技術(shù)越來(lái)越多地與之相融合，特別是隨著(zhù)CAD/CAM技術(shù)快速發(fā)展，很多CAD/CAM軟件均提供了自動(dòng)編程功能，不僅提供了各種各樣加工方式方法，采用不同的加工方式對加工過(guò)程當中的切削用量數值也會(huì )產(chǎn)生一定影響。

　　此外，近年高速切削的興起，針對工件金屬材料不同，在切削速度達到某個(gè)特定值時(shí)，切削溫度不升反降的特點(diǎn)，使數控加工產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，還大幅度地提高了生產(chǎn)效率。

　　通過(guò)上述分析可以發(fā)現，在數控機床加工中，切削用量的合理選擇其實(shí)并不容易。

　　所說(shuō)的“合理選擇”，是指對現有條件充分利用(包括：機床扭矩、功率等動(dòng)力性能;刀具切削的耐磨性和硬度性能)的基礎上，在達到要求加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工時(shí)間，從而獲取較高生產(chǎn)率的同時(shí)，加工成本最低化所需的切削用量。

　　對于數控機床的切削加工而言，切削用量的三要素聯(lián)系十分密切，改變任一參數均可能會(huì )致使其它參數發(fā)生變化。

　　例如，增大切削用量時(shí)，相應地就需增加刀刃的負荷;若增加切削熱，則刀具磨損隨之加快，進(jìn)而還會(huì )提升加工成本、限制加工速度。

　　因此，實(shí)踐中絕非只用計算公式得出一個(gè)數值使用這么簡(jiǎn)單，而需以實(shí)踐加工生產(chǎn)經(jīng)驗為依據，綜合考慮計算數值和經(jīng)驗數值，才能使切削用量更加合理，才能在付出較低加工成本的同時(shí)，獲得較高的生產(chǎn)效率和效益。

　　通過(guò)近年來(lái)數控技術(shù)的高速發(fā)展，切削用量的選用應以最大限度地降低加工成本，獲取較高經(jīng)濟效益，同時(shí)使加工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量進(jìn)一步提升為目標。

　　2、數控機床車(chē)削加工中刀具幾何參數如何確定

　　作為刀具幾何參數重要組成部分之一，刀具幾何角度對數控機床車(chē)削過(guò)程中的切削力大小、切削功率和切削溫度會(huì )產(chǎn)生直接影響，更事關(guān)數控機床刀頭、刀刃強度、工作磨損狀況和散熱體積，還對刀具刃形和切削圖形產(chǎn)生較大影響，甚至還會(huì )影響切屑流出的方向，而對機床工作切入切出平穩性和切削刃鋒利程度產(chǎn)生一定影響。

　　實(shí)踐表明，在切削條件不同的情況下，應選擇與之對應的刀具幾何角度，方能獲得較佳的加工效果和加工效率。

　　以刀具前角參數的確定為例，在選擇前角時(shí)，保證切削刃的鋒利是前提，還應適當兼顧切削刃保持足夠的強度。

　　實(shí)踐中，在確保零件加工質(zhì)量前提下，通常參數的選擇應使刀具達到最高使用壽命為原則確定。

　　而作為一個(gè)相對的概念，切削刃是否具備足夠的強度，與加工零件材料及刀具材料物理性能有關(guān)，還與加工條件關(guān)系緊密。

　　基于以上認知，合理選擇前角參數應采取以下原則：一是，加工塑性材料時(shí)宜取較大前角，而加工脆性材料時(shí)則宜取較小前角;二是，粗加工時(shí)可取較小前角，而精加工時(shí)，則宜取較大前角;三是，當加工零件的材料硬度、強度相對較低時(shí)，前角可取較大參數，反之，則應取較小前角;四是，刀具材料抗彎強度及沖擊韌性相對較低時(shí)，宜取較小前角，如，硬質(zhì)合金刀具合理前角可較陶瓷刀具大，而高速鋼刀具合理前角則較硬質(zhì)合金刀具大;五是，在機床功率較小或工藝系統剛性較差時(shí)，可選取較大前角參數，以盡量減小切削力與振動(dòng)帶來(lái)的影響。

　　當然，在生產(chǎn)實(shí)踐中，為確保刀具工作穩定性，數控機床車(chē)削加工時(shí)刀具前角通常不宜過(guò)大。

　　3、數控機床車(chē)削加工中切削參數的合理確定

　　使用數控機床進(jìn)行車(chē)削加工，在選擇數控編程時(shí)即應確定切削參數，合理的參數應當能夠最大限度地保障零件加工質(zhì)量，提高刀具的使用壽命，使數控機床能力得到充分發(fā)揮，提升刀具切削性能，且能以較低生產(chǎn)成本獲得較高生產(chǎn)效率。

　　3.1切削參數首先要確定的是主軸轉速

　　確定合理的主軸轉速才能形成加工所需的恰當切削速度，因此，主軸轉速應當以零件加工所要求的切削速度及棒料直徑為依據來(lái)予以確定。

　　從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現，除了螺紋加工之外，數控機床車(chē)削加工的主軸轉速和普通車(chē)削加工大致相同，只需考慮零件加工部位直徑，并依照加工零件及刀具材料等外部條件允許的切削速度進(jìn)行確定即可。

　　此外，適當對車(chē)床剛性規格差異加以考慮，在數控機床能夠承受的轉速范圍內，盡量選擇接近最大轉速的數值來(lái)確定。

　　在數控機床的數控系統控制板上通常會(huì )備有主軸轉速的倍率開(kāi)關(guān)，可于加工過(guò)程當中按整倍數調整主軸轉速。

　　需要注意的是：在切削過(guò)程是干式切削時(shí)，應選取相對更小一些的主軸轉速，這個(gè)參數一般取有切削液狀態(tài)下主軸轉速的70%～80%為宜。

　　3.2切削進(jìn)給速度參數的合理確定

　　在單位的時(shí)間內，刀具順進(jìn)給力方向所移動(dòng)距離即為進(jìn)給速度，其單位通常為mm/min，也有個(gè)別數控機床用每轉進(jìn)給量(mm/r)來(lái)表示進(jìn)給速度，通常車(chē)削進(jìn)給速度的確定原則如下：首先，在零件加工精度及表面粗糙度等質(zhì)量要求可以保障的前提下，應盡量選擇高進(jìn)給速度，以提升生產(chǎn)效率;其次，使用高速鋼刀具車(chē)削，或是車(chē)削深孔、進(jìn)行切斷操作時(shí)，進(jìn)給速度應當選擇相對較低的數值;再次，在刀具空行程，尤其是遠距離回零時(shí)，應盡量設定更高的進(jìn)給速度;最后，進(jìn)給速度這一參數的選擇，必須要與數控機床零件加工時(shí)的切削深度及主軸轉速相適應。

　　3.3切削深度參數的合理確定

　　確定切削深度參數，應當綜合考慮多方向因素的影響。

　　通常應對數控車(chē)床、刀具、夾具、零件組成工藝系統剛度、零件表面精度、粗糙度等因素分別進(jìn)行分析方可確定。

　　在條件允許的情況下，應當盡量選擇相對較大的切削深度參數，以通過(guò)減少走刀次數，實(shí)現提升加工效率的目的。

　　在零件加工精度及表面粗糙度的要求相對較高時(shí)，可考慮留出精加工余量。

　　精加工余量通常較普通車(chē)削的余量要小，一般取0.1～0.3mm為宜。

　　此外，根據實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗，通常情況下加工表面的粗糙度值為Ra12.5時(shí)，只需一次粗加工即可達到要求。

　　當然，若數控機床的剛度較差、余量過(guò)大或是動(dòng)力不足時(shí)，也可分多次完成切削加工過(guò)程;在表面粗糙度的要求在Ra1.0～1.6之間時(shí)，通�？刹捎幂^小切削量來(lái)完成精加工。

　　需要注意的是：吃刀量與數控加工生產(chǎn)率是成正比的，在零件加工工藝及車(chē)床、刀具、夾具剛性允許的情況下，應盡量設置更大的吃刀量。

　　在粗加工外，因刀具的加工余量通常不大，一般還需使用精加工工序，吃刀量是指粗加工或半精加工之后留給精加工的余量。

　　余量過(guò)多，則刀具易磨損，進(jìn)而給加工零件的表面質(zhì)量帶來(lái)不利影響;余量過(guò)少，則不能消除上粗加工留下的刀路痕跡，對加工零件的表面質(zhì)量同樣會(huì )產(chǎn)生不良影響。

　　結語(yǔ)：

　　在數控機床車(chē)削加工中，對相關(guān)參數進(jìn)行正確合理選擇，能夠切實(shí)提升加工零件的質(zhì)量，避免了可能發(fā)生的加工中刀具顫振、加工零件的變形過(guò)大等問(wèn)題。

　　在切削參數實(shí)踐選擇中發(fā)現，切深與進(jìn)給率的增減應適宜，否則容易引起切削力及主軸功率利用率增幅過(guò)大，卻沒(méi)有提升零件表面加工質(zhì)量的問(wèn)題。

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