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华中世纪星教学型数控车床的对刀操作-1fa77b250722192e4536f6b6.doc
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华中世纪星教学型数控车床的对刀操作-1fa77b250722192e4536f6b6.doc
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数控车编程与操作——实训二:华中世纪星教学型数控车的对刀操作
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实验(二) 华中世纪星教学型数控车床的对刀操作
一.实验目的
1)掌握游标卡尺、千分尺、深度游标卡尺、钢直尺等的测量与读数方法;
2)掌握数控车床手动试切法对刀的工作原理及基本步骤;
3)掌握用 G92 与 G54~G59 指令对刀操作的异同点;
4)对手动试切法对刀进行误差分析,并掌握其误差补偿方法。
二.实验设备和工具
1)毛坯:φ30mm 的棒料, 材料:LY12
2)常用工具:卡盘与刀架扳手、螺丝批、手锤、活动扳手等;
3)刀具与垫片:1 号刀为 90°外圆精车刀,2 号刀为 90°外圆粗车刀或 60°尖刀,3
号刀为切断刀、4 号刀为 60°三角螺纹刀;
4)测量工具:0.02mm 精度的游标卡尺、0.01mm 精度的千分尺、0.02mm 精度的深度游
标卡尺、150mm 长的钢直尺;
5)油壶、刷子及清洁棉纱。
三. 常用测量工具的测量与读数方法(演示说明)
介绍 0.02mm 精度的游标卡尺、0.01mm 精度的千分尺、0.02mm 精度的深度游标卡尺的
测量与读数方法。
四.华中世纪星教学型数控车床手动试切法对刀的基本原理
方向零点偏置
(半径值)
卡爪
O
工
件
工件坐标系
的工件零点
方向零点偏置
O
刀架
程序起点
试切点
基准刀
机床坐标系
的机床原点
卡
盘
图 试切法加工示意图
在数控车削中,手动试切对刀法由于不需添置昂贵的对刀、检测等辅助设备,方法简单,
而且加工铝棒、尼龙棒等软材质工件,即使高速断续切削,刀尖也不容易崩落,因此被广泛
地应用于教学型数控车床。
数控机床的机床坐标系是唯一固定的,CRT 显示的是切削刀刀位点的机床坐标,但为计
算方便和简化编程,在编程时都需设定工件坐标系,它是以零件上的某一点为坐标原点建立
起来的 X-Z 直角坐标系统。因此,对刀的实质是确定随编程变化的工件坐标系工件零点的
机床坐标以及确定数控程序调用的刀具相对于基准刀的刀偏置数值。手动试切对刀的对刀模
式为“试切→测量→调整”,其原理示意图如上图 1 所示。
数控车编程与操作——实训二:华中世纪星教学型数控车的对刀操作
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五.手动试切——相对刀偏法对刀的基本步骤
手动试切对刀中,如果确定了一把基准刀,且在刀偏表中输入它的刀偏置为零,而且
非基准刀相对于基准刀有一定的刀偏置,这种试切对刀方法叫相对刀偏法对刀,具体又分为
G92 指令对刀和 G54 指令对刀两种方法。使用这种对刀方法的程序结构形式具有以下特点:
%××××
G92 X_ Z_(或 G54 G90 G00 X_ Z_)
M06 T0202
…...
T0200
M06 T0101
……
T0100
……
如下图 2 所示的对刀步骤流程图,G54 指令对刀的步骤基本上与 G92 指令对刀相同,
区别仅在于前者要将后者的步骤⑧与⑩分别修正为步骤⑧’与⑩’。
用 G92 指令对刀后基准刀刀位点恰好处于程序起点位置,这种对刀方便实习老师检查
学生对刀的准确性和监控设备安全性,因此在教学实习应用更广泛。而 G54~G59 指令对刀
需将工件零点的机床坐标输入到数控系统软件的零点偏置寄存器参数中,但加工前刀架不必
处于程序起点位置,便于批量生产,在生产中应用更广泛。
⑨确定各刀的刀偏置数值:
9.1)以1号刀为基准刀用点动+步进方式使其
刀位点回到记录的(Xa,Za)处,坐标清零;
9.2)退刀,分别换2、3、4号刀,使各刀
尖重新对齐工件的试切点A,分别记录CRT显示
的坐标,将记录值作为各刀的刀偏置数值;
9.3)将记录值输入在数控系统软件的刀具
偏置参数中,其中基准刀的X、Z刀偏置均为0
⑥点动试切右端面,记录CRT显示的Za坐标,
点动试切外圆,记录CRT显示的Xa坐标,
则试切点A的机床坐标为(Xa,Za);
退刀,停车,测量切削轴段外径Φd
⑦确定工件坐标系零点O的机床坐标:
1)工件零点选在零件左端面中心,直径编程
X0=Xa-Φd,Z0=Za-L
2)工件零点选在零件右端面中心,直径编程
X0=Xa-Φd,Z0=Za
3)工件零点选在零件左端面中心,半径编程
X0=Xa-Φd/2,Z0=Za-L
4)工件零点选在零件右端面中心,半径编程
X0=Xa-Φd/2,Z0=Za
⑧确定G92 XαZβ对刀的程序起点H的
机床坐标:Xh=X0+α,Zh=Z0+β
⑧'对G54 G90 G00 Xα Zβ对刀,将工件
零点的机床坐标输入在系统软件参数中
图2 手动试切法对刀操作流程图
④选定编程的工件坐标零点:
选在零件的右端面或左端面的中心位置
⑤基准刀转位处于切削位置,
机床回参考点
③在数控系统软件中
设定直径/半径编程方式
②装刀,保证各刀刀尖与主轴等中心高,
且各刀伸出刀架侧面X方向均长约25mm
①装夹工件,设零件长L,
工件伸出卡爪端面约(L+50)mm
手动试切对刀开始
⑩使基准刀刀位点准确处于程序起点的机床
坐标(Xh,Zh)位置处:
方法1:用点动+步进方式,使基准刀刀位点
准确处于计算的机床坐标(Xh,Zh)位置;
方法2:基准刀刀尖重回(Xa,Za)点,用MDI
方式输入并运行G91 G01 Xα-Φd Zβ;
⑩'机床回参考点,刀架可点动到工件右端
的随意位置,由程序指令移动到程序起点位置
手动试切对刀结束
数控车编程与操作——实训二:华中世纪星教学型数控车的对刀操作
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小结:
Ⅰ. 加工最大直径小于 30mm、长度为 L(小于 100mm)、程序原点选在零件的右端面中心、
直径编程的工件,用 G92 X100 Z50 指令对刀的简要操作步骤:
(一)装夹棒料,棒料伸出卡爪端面约(L+50)mm;
(二)装刀,保证各刀的刀位点与主轴等中心高;
(三)在系统软件中设定为直径编程方式;
(四)开机后,回参考点,将基准刀处于工作位置;
(五)用点动方式[或为避免爬行用“MDI 运行(G91 G00 X-120 Z-220)+点动”]移动刀架
到装夹的棒料右端面附近,在 MDI 功能子菜单下(图 3 所示)按 F2 键,进入刀偏数据设
置方式; 1、2、3、4 号刀的刀偏号分别为#0001、#0002、#0003、#0004,用▲、▼键移动
蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置,首先将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004
的 X 偏置、Z 偏置的数据均修改为零;用▲、▼键将蓝色亮条对准基准刀的刀偏号位置处,
按 F5 键设置基准刀为标准刀具,所在行变成红色;用基准刀试切工件外径,记录试切点 A
的 X 机床坐标,在图 4 界面按 F1“X 轴清零”,则 CRT 显示的“相对实际坐标”的 X 坐标
为零;退刀停车,测量已切削轴段的直径Φd;用标准刀具试切工件端面,记录试切点 A 的
Z 机床坐标,在图 4 界面按 F2“Z 轴清零”,则 CRT 显示的“相对实际坐标”的 Z 坐标为
零;通过“点动+步进”或 MDI 方式[G91 G01 X-显示相对坐标 Z-显示相对坐标]使基准刀
重新回到试切点[此时 CRT 显示的相对实际坐标为(0,0)];
图 3 MDI 功能子菜单
(六)选择非基准刀的刀号,手动换刀,用▲、▼键移动蓝色亮条到非基准刀具的位置,如
图 5 所示,让非基准刀的刀尖分别在主轴转动状态目测对齐试切点 A(用“点动+步进”方
式,先对齐外圆面,后对齐端面),这时 CRT 上显示的“相对实际坐标”的数值,就是该刀
对基准刀的刀偏置△X,△Z;分别将其输入到对应刀偏号的相应位置。
图 4 相对刀偏法对刀的刀偏表
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