數(shù)控車削加工中的試切對刀法

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　　數(shù)控車削加工中的試切對刀法【1】

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

　　其中比較先進(jìn)的一種數(shù)控加工工藝就是試切對刀法,這對整個數(shù)據(jù)機(jī)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)行簡單的介紹。

　　關(guān)鍵詞:數(shù)控加工 車削 試切對刀

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

　　數(shù)控機(jī)床加工工藝中對數(shù)控加工精度的要求很高,這會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(jī)床本身的精度限制、加工工藝系統(tǒng)的現(xiàn)狀、加工程序的執(zhí)行效果以及對刀操作的使用熟練程度等。

　　因此,要求數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)人員要做到認(rèn)真負(fù)責(zé)、技術(shù)精湛的程度,并且要熟練掌握多種數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)。

　　其中比較先進(jìn)的一種數(shù)控加工工藝就是試切對刀法。

　　數(shù)控加工過程中對刀是非常關(guān)鍵的一個步驟,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,對整個數(shù)據(jù)機(jī)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)行簡單的介紹。

　　1 數(shù)控車削加工中試切對刀法的基本原理

　　(1)數(shù)控車削加工中對刀的目的。

　　在使用數(shù)控機(jī)床對一個零件進(jìn)行加工的過程當(dāng)中,一般需要多個不同種類的刀具。

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

　　在刀具旋轉(zhuǎn)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(shù)控機(jī)床在加工某個零件的過程中,無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上。

　　不然的話,零件的加工就會缺少共同的標(biāo)準(zhǔn)基點。

　　因此,為了保證零件的加工不會受到刀具的安裝位置的影響,需要在加工的過程之前,按照要求調(diào)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位置。

　　這個過程就叫做數(shù)控機(jī)床的對刀工藝,其本質(zhì)就是要建立一個工件的坐標(biāo)系,并且同時要確定機(jī)床坐標(biāo)系中各個工件坐標(biāo)的具體位置,從而能夠使刀具最終的行動軌跡按照要求行進(jìn)。

　　(2)數(shù)控車削加工中試切對刀法的原理。

　　試切對刀法主要是通過將車刀位點與原點進(jìn)行重合。

　　這樣的話,就可以建立一個車刀和工件的坐標(biāo)系位置對應(yīng)關(guān)系。

　　另外,試切對刀還有很重要的作用,就是通過輸入位置的補(bǔ)償值來對數(shù)控車床坐標(biāo)系下各個點的坐標(biāo)值依據(jù)工件坐標(biāo)系的原點進(jìn)行,即進(jìn)行從機(jī)床坐標(biāo)系到工件坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的過程。

　　這樣的話,工藝過程中,車刀位點就能比較準(zhǔn)確地按照工件坐標(biāo)系規(guī)定的走刀路線依次進(jìn)行。

　　所以,數(shù)控車削加工中的試切對刀主要是使得數(shù)控加工的所有工件、刀具以及機(jī)床之間實現(xiàn)工件坐標(biāo)系下的統(tǒng)一。

　　(3)數(shù)控車削加工中試切對刀法的基本步驟。

　　試切法對刀法是目前應(yīng)用中最多的一種方法。

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

　　然后將刀具移動到工件的試切外圓,并保持X坐標(biāo)值不變,并向Z軸移動從而使得刀具偏離工件,測量該段外圓直徑后根據(jù)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(jù)具體的刀具和方法進(jìn)行處理。

　　2 試切對刀法方法介紹

　　數(shù)控車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設(shè)置刀具的起點和工件坐標(biāo)系的相對坐標(biāo)值,以完成對工件坐標(biāo)系的詳細(xì)設(shè)定。

　　(2)G54/G55/G56/G57/G58/G59指令對刀方式。

　　在現(xiàn)代數(shù)控車床的使用過程當(dāng)中,一般都會提供存儲型零點的偏置模式,這種模式通過將對刀特定點的當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)輸入數(shù)控系統(tǒng)的零點偏置存儲單元中,從而可以得到刀具的當(dāng)前刀位點工件編程坐標(biāo)。

　　(3)絕對型刀具位置補(bǔ)償方式對刀。

　　數(shù)控系統(tǒng)通過對刀可以直接獲得每把刀具的刀位點相對于工件編程坐標(biāo)原點的機(jī)床絕對坐標(biāo),并將此坐標(biāo)直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)的刀具位置存儲單元中,在程序中調(diào)用帶有刀具位置補(bǔ)償號的刀具功能指令后,即建立起工件的編程坐標(biāo)系。

　　(4)相對補(bǔ)償法對刀。

　　此種對刀方法是先確定一把刀作為基準(zhǔn)刀,并設(shè)定一個對刀基準(zhǔn)點,把基準(zhǔn)刀的刀補(bǔ)值設(shè)為零,然后使每把刀的刀尖與這一基準(zhǔn)點接觸,利用這一點為基準(zhǔn),測出各把刀與基準(zhǔn)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(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中。

　　3 試切對刀法中的精度控制

　　數(shù)控車削加工過程中的精度控制問題十分重要,控制的優(yōu)劣會直接影響產(chǎn)出工件的質(zhì)量和加工工藝的進(jìn)度。

　　車削加工過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(yīng)對措施。

　　(1)對刀誤差。

　　對刀誤差主要發(fā)生在進(jìn)行對刀的過程當(dāng)中。

　　刀具移至起刀點的位置后容易受到系統(tǒng)的預(yù)設(shè)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(diào)的比例進(jìn)行合理的設(shè)定。

　　(2)系統(tǒng)誤差。

　　由于機(jī)床系統(tǒng)本身的影響產(chǎn)生的誤差,或者是由驅(qū)動裝置重復(fù)定位產(chǎn)生的誤差,這些都是由于系統(tǒng)脈沖的當(dāng)量大小等因素影響造成的。

　　此類誤差影響較小,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(nèi)孔或者外圓等弧面進(jìn)行切割。

　　此時,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,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(shù)控編程過程中插補(bǔ)錯誤形成的誤差。

　　編程誤差對加工零件的質(zhì)量影響較大。

　　在具體的實施工藝過程中要盡量避免。

　　我們可以通過增加插補(bǔ)的節(jié)點數(shù)目進(jìn)行解決。

　　4 結(jié)語

　　數(shù)控機(jī)床加工工藝作為一種現(xiàn)代化的自動加工制造技術(shù),對我國的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)了不小的力量。

　　因此,加強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床加工工藝的研究具有重要的意義。

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

　　在今后對數(shù)控機(jī)床加工工業(yè)的研究過程中,要加強(qiáng)對對刀技術(shù)的研究,這將會對產(chǎn)出工件的質(zhì)量和工程的進(jìn)度產(chǎn)生直接的影響,對整個數(shù)據(jù)機(jī)床加工工藝的發(fā)展都具有重要的作用

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　　數(shù)控機(jī)床車削加工中參數(shù)的合理確定【2】

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

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

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;車削加工;參數(shù)

　　在數(shù)控機(jī)床車削加工實踐中，合理確定切削參數(shù)，能夠保障加工零件的質(zhì)量，提高數(shù)控機(jī)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(shù)控機(jī)床的進(jìn)給量和切削速度，能夠減少切削零件所需時間，但同時數(shù)控機(jī)床的切削刀具壽命會明顯縮短，加工零件的表面質(zhì)量也會有所下降。

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

　　1、為什么要合理確定數(shù)控加工切削用量

　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床隨著廣泛的應(yīng)用，電子計算機(jī)相關(guān)技術(shù)越來越多地與之相融合，特別是隨著CAD/CAM技術(shù)快速發(fā)展，很多CAD/CAM軟件均提供了自動編程功能，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程當(dāng)中的切削用量數(shù)值也會產(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(dá)到某個特定值時，切削溫度不升反降的特點，使數(shù)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。

　　通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控機(jī)床加工中，切削用量的合理選擇其實并不容易。

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

　　對于數(shù)控機(jī)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?nèi)我粎��?shù)均可能會致使其它參數(shù)發(fā)生變化。

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

　　因此，實踐中絕非只用計算公式得出一個數(shù)值使用這么簡單，而需以實踐加工生產(chǎn)經(jīng)驗為依據(jù)，綜合考慮計算數(shù)值和經(jīng)驗數(shù)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，獲得較高的生產(chǎn)效率和效益。

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

　　2、數(shù)控機(jī)床車削加工中刀具幾何參數(shù)如何確定

　　作為刀具幾何參數(shù)重要組成部分之一，刀具幾何角度對數(shù)控機(jī)床車削過程中的切削力大小、切削功率和切削溫度會產(chǎn)生直接影響，更事關(guān)數(shù)控機(jī)床刀頭、刀刃強(qiáng)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，甚至還會影響切屑流出的方向，而對機(jī)床工作切入切出平穩(wěn)性和切削刃鋒利程度產(chǎn)生一定影響。

　　實踐表明，在切削條件不同的情況下，應(yīng)選擇與之對應(yīng)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(shù)的確定為例，在選擇前角時，保證切削刃的鋒利是前提，還應(yīng)適當(dāng)兼顧切削刃保持足夠的強(qiáng)度。

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

　　而作為一個相對的概念，切削刃是否具備足夠的強(qiáng)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(rèn)知，合理選擇前角參數(shù)應(yīng)采取以下原則：一是，加工塑性材料時宜取較大前角，而加工脆性材料時則宜取較小前角;二是，粗加工時可取較小前角，而精加工時，則宜取較大前角;三是，當(dāng)加工零件的材料硬度、強(qiáng)度相對較低時，前角可取較大參數(shù)，反之，則應(yīng)取較小前角;四是，刀具材料抗彎強(qiáng)度及沖擊韌性相對較低時，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(jī)床功率較小或工藝系統(tǒng)剛性較差時，可選取較大前角參數(shù)，以盡量減小切削力與振動帶來的影響。

　　當(dāng)然，在生產(chǎn)實踐中，為確保刀具工作穩(wěn)定性，數(shù)控機(jī)床車削加工時刀具前角通常不宜過大。

　　3、數(shù)控機(jī)床車削加工中切削參數(shù)的合理確定

　　使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行車削加工，在選擇數(shù)控編程時即應(yīng)確定切削參數(shù)，合理的參數(shù)應(yīng)當(dāng)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(shù)控機(jī)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(shù)首先要確定的是主軸轉(zhuǎn)速

　　確定合理的主軸轉(zhuǎn)速才能形成加工所需的恰當(dāng)切削速度，因此，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)以零件加工所要求的切削速度及棒料直徑為依據(jù)來予以確定。

　　從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)，除了螺紋加工之外，數(shù)控機(jī)床車削加工的主軸轉(zhuǎn)速和普通車削加工大致相同，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(dāng)對車床剛性規(guī)格差異加以考慮，在數(shù)控機(jī)床能夠承受的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，盡量選擇接近最大轉(zhuǎn)速的數(shù)值來確定。

　　在數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)控制板上通常會備有主軸轉(zhuǎn)速的倍率開關(guān)，可于加工過程當(dāng)中按整倍數(shù)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速。

　　需要注意的是：在切削過程是干式切削時，應(yīng)選取相對更小一些的主軸轉(zhuǎn)速，這個參數(shù)一般取有切削液狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速的70%～80%為宜。

　　3.2切削進(jìn)給速度參數(shù)的合理確定

　　在單位的時間內(nèi)，刀具順進(jìn)給力方向所移動距離即為進(jìn)給速度，其單位通常為mm/min，也有個別數(shù)控機(jī)床用每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)來表示進(jìn)給速度，通常車削進(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(yīng)盡量選擇高進(jìn)給速度，以提升生產(chǎn)效率;其次，使用高速鋼刀具車削，或是車削深孔、進(jìn)行切斷操作時，進(jìn)給速度應(yīng)當(dāng)選擇相對較低的數(shù)值;再次，在刀具空行程，尤其是遠(yuǎn)距離回零時，應(yīng)盡量設(shè)定更高的進(jìn)給速度;最后，進(jìn)給速度這一參數(shù)的選擇，必須要與數(shù)控機(jī)床零件加工時的切削深度及主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。

　　3.3切削深度參數(shù)的合理確定

　　確定切削深度參數(shù)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方向因素的影響。

　　通常應(yīng)對數(shù)控車床、刀具、夾具、零件組成工藝系統(tǒng)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(yīng)當(dāng)盡量選擇相對較大的切削深度參數(shù)，以通過減少走刀次數(shù)，實現(xiàn)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，可考慮留出精加工余量。

　　精加工余量通常較普通車削的余量要小，一般取0.1～0.3mm為宜。

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

　　當(dāng)然，若數(shù)控機(jī)床的剛度較差、余量過大或是動力不足時，也可分多次完成切削加工過程;在表面粗糙度的要求在Ra1.0～1.6之間時，通常可采用較小切削量來完成精加工。

　　需要注意的是：吃刀量與數(shù)控加工生產(chǎn)率是成正比的，在零件加工工藝及車床、刀具、夾具剛性允許的情況下，應(yīng)盡量設(shè)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。

　　余量過多，則刀具易磨損，進(jìn)而給加工零件的表面質(zhì)量帶來不利影響;余量過少，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)量同樣會產(chǎn)生不良影響。

　　結(jié)語：

　　在數(shù)控機(jī)床車削加工中，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行正確合理選擇，能夠切實提升加工零件的質(zhì)量，避免了可能發(fā)生的加工中刀具顫振、加工零件的變形過大等問題。

　　在切削參數(shù)實踐選擇中發(fā)現(xiàn)，切深與進(jìn)給率的增減應(yīng)適宜，否則容易引起切削力及主軸功率利用率增幅過大，卻沒有提升零件表面加工質(zhì)量的問題。

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