百分表找工件原点块规找正离心式寻边器找正143加工中心的对刀方法 机床坐标系是机床出厂后已经确定不变的，但工件在机床加工尺寸范围内的安装位置却是任意的，若需确定工件在机床坐标系中的位置，就要靠对刀。简单地说，对刀就是告诉机床工件装夹在工作台的什么地方，这要通过确定对刀点在机床坐标系中的位置来实现。对刀点是工件在机床上定位装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。为保证加工的正确，在编制程序时，应合理设置对刀点。一般来说，加工中心对刀点应选在工件坐标系原点上，这样有利于保证对刀精度，减少对刀误差。也可以将对刀点或对刀基准点设在夹具定位元件上，这样可直接以定位元件为对刀基准对刀，有利于批量加工时工件坐标系位置的准确性。 对刀的准确程度将直接影响加工精度，因此，对刀操作一定要仔细，对刀方法一定要与零件加工精度要求相适应。当零件加工精度要求高时，可采用千分表找正对刀。用这种方法对刀，每次需要的时间较长，效率较低。目前很多加工中心采用了光学或电子装置等新方法来减少工时和提高精度。下面介绍几种具体的对刀方法。 (1)采用杠杆百分表(或千分表)对刀 如图131所示，其操作步骤如下。图131 采用杠杆百分表(或千分表)对刀 用磁性表座将杠杆百分表吸在机床主轴端面上并利用手动输入M03由低速正转。 手动操作使旋转的表头依X，y，Z的顺序逐渐靠近孔壁(或圆柱面)。 移动Z轴，使表头压住被测表面，指针转动约01mm。 逐步降低手动脉冲发生器的X，y移动量，使表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如002mm，此时可认为主轴的旋转中心与被测孔中心重合。 记下此时机床坐标系中的X，y坐标值，此X，y坐标值即为G54指令建立工件坐标系时的偏置值，若用G92建立工件坐标系，保持X，y坐标不变，刀具沿Z轴移动到某一位置，则指令形式为：G92 X0 Y0；这种操作方法比较麻烦，效率较低，但对刀精度较高，对被测孔的精度要求也较高，最好是经过铰或镗加工的孔，仅粗加工后的孔不宜采用。 (2)采用碰刀或试切方式对刀 如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以采用加工时所使用的刀具直接进行碰刀(或试切)对刀，如图132所示。其操作步骤如下。 将所用铣刀装到主轴上并使主轴中速旋转。 (a)步骤 (b)步骤 (c)步骤 图132试切对刀 手动移动铣刀沿x(或y)方向靠近被测边，直到铣刀周刃轻微接触到工件表面听到刀刃与工件的摩擦声(但没有切屑)。 保持X、y坐标不变，将铣刀沿Z向退离工件。 将机床相对坐标X置零，并沿X向工件方向移动刀具半径的距离。 将此时机床坐标系下的X值输入系统偏置寄存器中，该值就是被测边的X坐标。 改变方向重复以上操作，可得被测边的y坐标。这种方法比较简单，但会在工件表面留下痕迹，且对刀精度不够高。为避免损伤工件表面，可在刀具和工件之间加入塞尺进行对刀。这时应将塞尺的厚度减去。 以此类推，还可以采用对刀棒、芯轴和块规等来对刀，下面以用对刀杆对刀为例，说明具体的对刀过程。 如图133所示，移动机床将对刀杆分别从X、y及Z三个方向慢慢靠近工件，若X方向坐标显示“-208356”，y方向坐标显示“-198235”，z方向坐标显示“-212.138”，则分别记下此数值。 图133用对刀杆对刀示意若采用G54坐标系，程序原点X、y、Z值的计算方法如下：如果对刀杆球直径为20mm，可得 X=-208356+(-10)=-218356 Y=-198235+10=-188235 Z=-212138(用实际切削刀具对刀，不需要加减)把计算结果输入工件偏置画面中的G54中即可(图110)。 (3)采用寻边器对刀 电子寻边器(也叫电子感应器)的结构如图134所示。使用时将其夹持在主轴上，其轴线与主轴轴线重合，采用手动进给，缓慢地将标准钢球与工件靠近，在钢球与工件定位基准面接触的瞬间，由机床、工件、电子感应器组成的电路接通，指示灯亮，从而确定其基准面的位置。使用电子感应器时，是人为目测定位，随机误差较大，需重复操作几次，以确定其正确位置，其重复定位精度在2m以内。 图134电子寻边器 注意：电子感应器在使用时必须小心，让其钢球部位与工件接触，同时被加工工件必须是良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。 操作步骤与采用刀具对刀相似，只是将刀具换成了寻边器，移动距离是寻边器角头的半径，因此这种方法简便，对刀精度较高。 (4)采用机外对刀仪对刀加工中心机外对刀仪如图135所示。机外对刀仪用来测量刀具的长度、直径和刀具形状、角度。刀库中存放的刀具其主要参数都要有准确的值，这些参数值在编制加工程序时都要加以考虑。使用中因刀具损坏需要更换新刀具时，用机外对刀仪可以测出新刀具的主要参数值，以便掌握与原刀具的偏差，然后通过修改刀补值确保其正常加工。此外用机外对刀仪还可测量刀具切削刃的角度和形状等参数，有利于提高加工质量。对刀仪由刀柄定位机构、测头与测量机构、测量数据处理装置三部分组成。 用机外对刀仪对刀的基本过程如下。 选择装配好的一把刀柄刀杆进行对刀，并以它的长度L为基准。 测量第二把刀的长度L2，并与第一把刀进行比较，注意AL2=L2一L1的符号。 测量第三把刀的长度，并与第一把刀进行比较，注意L3=L3一L1的符号。 同理，依次测量其他刀具，分别记下AL。，将AL。和半径值分别输入数控系统刀具管理的参数中。 (5)刀具Z向对刀 刀具Z向对刀数据与刀具在刀柄上的装夹长度及工件坐标系的Z向零点位置有关，它确定工件坐标系的零点在机床坐标系中的位置。可以采用刀具直接碰刀对刀，也可利用如图136所示的Z向设定器进行精确对刀，其工作原理与寻边器相同。 对刀时也是将刀具的端刃与工件表面或Z向设定器的测头接触，利用机床坐标的显示来确定对刀值。当使用Z向设定器对刀时，要将Z向设定器的高度考虑进去。 另外，由于加工中心刀具较多，每把刀具到Z坐标零点的距离都不相同，这些距离指的差值就是刀具的长度补偿值，因此需要在机床上或专用对刀仪上测量每把刀具的长度(即刀具预调)，并记录在刀具明细表中，供机床操作人员使用。加工中心的Z向对刀一般有下述两种方法。图136 Z向设定器 机上对刀 这种方法是采用Z向设定器依次确定每把刀具与工件在机床坐标系中的相互位置关系。其操作步骤为：依次将刀具装在主轴上，利用Z向设定器确定每把刀具到工件坐标系Z向零点的距离，并记录下来；找出其中最长(或最短)即到工件距离最小(或最大)的刀具，作为工件坐标系的Z值；依据此值，确定其他刀具的长度补偿值，正负号由程序中的G43或G44来确定。这种方法对刀效率和精度较高，投资少；但工艺文件编写不便，对生产组织有一定影响。 机外刀具预调+机上对刀 这种方法是先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把刀具的轴向和径向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，然后在机床上用其中最长或最短的一把刀具进行Z向对刀，确定工件坐标系。这种方法对刀精度和效率高，便于工艺文件的编写及生产组织，但投资较大。光电式Z轴设定器指针式Z轴设定器数控铣削对刀器具数控铣削加工的对刀器具包括机内对刀工具和机外刀具预调仪。1机内对刀工具机内对刀工具主要有探测刀具长度的Z轴设定器和探测工件坯料边廓的XY方向的寻边器。电子式对刀工具是将工件、机床、刀具及对刀工具等构成一封闭回路，当对刀工具与刀具或工件接触时回路接通，发光二极管被点亮，断开则灯熄。指针表式、数字式Z轴设定器属机械式，由指针表或液晶数字显示，达到设定预压量的读数时即实现精确对刀；偏心机械式寻边器是通过观察寻边器上下偏心程度，以零偏心量为准确对刀位置来实现寻边对刀的。图6-34是机内对刀工具，图6-35是机外刀具预调仪。电子式 指针表式 数字式 电子式 偏心式 （a）Z轴设定器 （b）XY方向寻边器 图6-34 机内对刀工具2机外刀具预调仪当不希望对刀工作占用机床加工时间或需要对镗削刀具径向尺寸作预调整时，可使用机外刀具预调仪。刀具预调仪既可实现镗削刀具径向尺寸的预调整，也可用于以某刀具为相对基准，对整个工序内各工步所有刀具的长度尺寸及径向尺寸进行刀补量的预测定。图6-35 机外刀具预调仪径向对刀时可用标准检棒作测量基准，当测头接触检棒外圆后将显示读数X设为检棒的标准直径大小，换装刀具后移动调整X至测头径向接触刃尖，则显示读数X值即为该刀具的径向尺寸。刀长对刀时以Y向测头接触基准刀具的轴向刃尖后将显示读数Y设为零值，换装其他刀具后移动调整Y至测头接触刀具的轴向刃尖，则显示读数Y值即为该刀具相对基准刀具刀长的补偿量。将使用刀具预调仪以相对补偿量对刀测定的补偿数据输入设定到机床系统，整个刀具组仅需在机床上对基准刀具进行对刀即可，这样可大大节省对刀的占机时间。杠杆百分表对刀。零件加工精度要求比较高时，可以采用杠杆百分表（或千分表）对刀法。杠杆百分表对刀主要用于X，Y向对刀。如图52为利用杠杆百分表通过工件上德孔进行对刀。其对刀过程时利用磁性表座将杠杆百分表吸在机床主轴上，开始时用手动方式将表头按XYZ德顺序逐渐靠近孔壁，用较低德转速起动主轴，再利用手轮调节XY坐标，使表针德选择中心与孔中心大致重合，此时主轴中心位置就与孔德中心位置也近似重合，停止主轴转动，调节杠杆百分表德杠杆，使百分表对于孔壁存在适当德压缩量，将百分表德表针按X方向放置，用增量进给方式，使表针沿X方向移动一定德距离；当表针离开孔壁时，手动移动Z轴，时表针深入到适当孔深位置，再用手轮将表针沿X反方向移动相应德距离，用手转动主轴，记住百分表压在XY轴压缩量德变化，根据压缩量德变化精确调整XY坐标，直到主轴旋转一周，百分表指针德变化量在允许德误差范围内为止。此时，可以认为主轴德旋转中心与被测孔德中心重合，记住机床坐标系中的XY坐标值，此坐标值就是工件孔的中心在机床坐标系中德坐标。同样，对于外圆来说叶可以使用此法找到外圆的中心坐标。这种对刀方法德缺点是操作比较麻烦，效率较低，对被测孔或外圆周德精度要求较高，最好时经过精加工德孔或外圆；其主要有点是对刀精度高。 对于正方体长方体等比较规则德几何体工件，叶可以利用杠杆百分表（或千分表）法对刀，如图5-3所示。其过程时利用磁性表座将杠杆百分表吸在机床主轴上，开始时用手动方式将表头按XYZ的顺序逐渐靠近A处，如图5-3a所示，再两个手扳动主轴使主轴往旋转，利用手轮使表针向A面移动，当杠杆百分表德最大压缩量到达适当位置时，记住百分表指针所指位置，同时记住此时的X绝对坐标值，手动将主轴向上移动，使指针离开工件，将主轴旋转大约180度并移动相应坐标轴使表针位于面B上方，再将主轴向下移动到适当位置，如图所示，同样用手扳动主轴使主轴往复旋转，利用手轮使表针向B面移动，当杠杆百分表德最大压缩量达到与前面相同位置时，记住此时的X绝对坐标值;将两次测量的绝对坐标值相加并把它们的和 除以2，从而得到工件上A，B两平面处X坐标值，同样方法可以得到CD两平面德中平面处Y坐