资源简介

任务七 建立工件坐标系（对刀）
[教学目标]
1.了解工件坐标系的建立方法；
2.掌握工件坐标系参数表的设置；
3.了解寻边器、Z轴设定器结构；
3.掌握试切法对刀的方法及步骤；
4.掌握使用寻边器、Z轴设定器对刀的方法及步骤；
5.能通过对刀操作建立工件坐标系。
[教学重点]
1.了解工件坐标系的建立方法；
2.掌握工件坐标系参数表的设置
[教学难点]
1.了解工件坐标系的建立方法；
2.掌握工件坐标系参数表的设置。
[教学过程]
新课教学
所谓对刀，其目的就是确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置，从而建立机床坐标系，即将对刀后的数据输入工件坐标系G54-G59的参数表中，在程序中调用该坐标系。工件坐标系G54-G59的参数是该原点在机床坐标系的坐标值，它储存在机床内，无论停电、关机或者换班后，它都能保持不变。同时，通过对刀可以确定加工刀具和基准刀具的刀补，即通过对刀确定出加工刀具与基准刀具在Z轴方向上的长度差，以确定其长度补偿值。
根据工件表面是否已经被加工，可将对刀分为试切法对刀和借助仪器或量具对刀两种方法。
一、试切法对刀
试切法对刀适用于尚需加工的毛坯表面或加工精度要求较低的场合。具体操作步骤如下：
(1)首先启动主轴。按下按钮机床操作面板上的MDI按钮和数控操作面板上的程序按钮，输入“M03 S800”，然后按下循环启动按钮，主轴开始正转。
(2)按下手动操作按钮，然后通过操作按钮，将刀具移动到工件附近，并在X轴方向上使刀具离开工件一段距离， Z轴方向上使刀具移动到工件表面以下，然后换用手轮将刀具慢慢移向工件的左表面，当刀具稍稍切到工件时，停止X方向的移动。此时，按下数控操作面板上的位置功能键，显示出机床的机械坐标值，并记录该数值。
将刀具离开工件左边一定距离，抬刀，移至工件的右侧，再下刀，在工件的右表面再进行一次试切，并记录下该处的机械坐标值。将两处的机械坐标值相加再除以2，就得到该工件的中心坐标的机械坐标值，将所得的值输入到G54的X坐标中即可。
也可通过测量得到X的坐标值。当刀具在工件左边试切后，将相对坐标值中的X值归零，然后再在工件右边试切一次。此时，得到X轴的相对坐标值，将该值除以2，就得到了工件在X轴上的中点相对坐标值，此时，将刀具抬起，移向工件中点，当到达工件该相对坐标值时，停止移动。将光标移动到G54的X坐标上，输入X0，按下 “测量”软键， X的机械坐标值就输入到G54的X中。
(3)用同样方法分别试切工件的前后表面，可到工件的Y坐标值。
(4)X、Y轴对好后，再对Z轴。将刀具移向工件上表面，在工件上表面上试切一下，此时，Z轴方向不动，读取Z向的机械坐标值，输入到G54的Z坐标中。或者输入Z0，然后按软键“测量”即可。
以上对刀操作步骤是将工件零点建立在工件的中心。但在实际加工时，通常为了便于编程和检查尺寸，坐标系建立在某个特定的位置则更加合理。此时，一般过程为先以工件中心作为工件零件对好位置，再移到指定的位置，并把此处的机械坐标值输入到G54中，即可完成坐标系的建立。为避免出错，最好将工件中心位置相对坐标系的坐标设置为零，再进行移动。
如果工件坐标系设置在工件的某个角上，那么在X、Y方向对刀时，只需试切相应的一个表面即可。但此时应注意在输入相应的机械坐标值时，应加上或减去刀具的半径值。
二、借助仪器或量具对刀
在实际加工中，一些较精密零件的加工精度往往控制在几丝甚至几微米之内，试切对刀法不能满足精度要求；另外，有的工件表面已经进行了精加工，不能对工件表面进行切削。因此，常借助仪器和量具进行对刀。
1. 使用光电式寻边器对刀
光电式寻边器如图1-55所示。
图1-55光电式寻边器
工作原理：将光电寻边器安装到刀柄上，然后装到到主轴上，然后利用手轮控制，使光电寻边器以较慢的速度移向工件的测量表面，当顶端上的圆球接触到工件的某一对刀表面时，整个机床、寻边器和工件之间便形成一条闭合的电路，寻边器上的指示灯发光，并发出声音。其具体操作步骤、数值记录和录入与试切法对刀的原理相同，所不同的是这种对刀方法对工件没有破坏作用，而是利用光电信号，提高了对刀精度。
2. 使用机械式偏心寻边器对刀
机械式偏心寻边器如图1-56所示。其结构分为上下两段，中间有孔，内有弹簧，通过弹簧拉力将上下两段紧密结合到一起。
图1-56机械式偏心寻边器
工作原理：将寻边器安装到刀柄上，并装到主轴上，让主轴以200～400 r/min的转速转动，此时，在离心力作用下，寻边器上下两部分是偏心的，当用寻边器的下部分去碰工件的某个表面时，在接触力的作用下，寻边器的上下两部分将逐渐趋向于同心，同心时的坐标值即为对刀值。具体操作步骤、数值记录和录入与试切对刀法相同。
上述两种方法只适用于X和Y向的对刀，Z向可采用对刀块对刀。仪器的灵敏度在0.005 mm之内，因而，对刀精度可以控制在0.005 mm之内。使用机械式偏心寻边器对刀时，主轴转速不宜过高，因为转速过高，离心力变大，会使寻边器内的弹簧拉长而损坏。
3. 使用对刀块或Z轴设定器进行Z向对刀
X和Y向可采用以上方法对刀，Z向可采用对刀块对刀、Z轴设定器对刀。对刀块通常是高度为100 mm的长方体，用热变形系数较小，耐磨、耐蚀的材料制成。Z轴设定器又分为光电式和指针式两种，如图1-57和1-58所示。
图1-57光电式Z轴设定器 图1-58指针式Z轴设定器
利用对刀块进行Z向对刀时，主轴不转，当刀具移到对刀块附近时，改用手轮控制，沿z轴一点点向下移动。每次移动后，将对刀块移向刀具和工件之间，若对刀块能够在刀具和工件之间轻松穿过，则间隙太大，若不能穿过，则间隙过小。反复调试，直到对刀块在刀具和工件之间能够穿过，且感觉对刀块与刀具及工件有一定摩擦阻力时，间隙合适。然后读出此时的Z轴的机械坐标值，减去100后，输入图1-59的Z坐标中，Z向对刀完成。Z轴设定器对刀方法和对刀块一样，精度更高。
图1-59参数补偿界面

展开更多......

收起↑