探讨数控铣床操作实训中零件装夹及对刀方法

涂永伟

余姚市职成教中心学校 浙江 宁波 315400

数控铣床操作实训是数控专业的必修课程,而机械零件的装夹与对刀方法则是学生必须掌握的重点内容,在实训过程中,既要保证装夹合理、对刀精准,又要确保人身安全,这就需要学生结合数控铣床的各项工艺参数以及图纸要求,建立一个正确的机械零件坐标系,使数控铣床精准、高效完成机械零件的加工过程。

一、长方体机械零件的装夹及对刀方法

(一)装夹步骤。图1为长方体机械零件示意图,当选取和确定长方体机械零件后,首先依据图纸要求确定数控系统中编程坐标原点的准确位置,原点通常用字母O 表示,编程原点的位置位于机械零件的上表面中心处,其中：坐标系中的X轴代表机械零件的长度方向,Y 轴代表机械零件的宽度方向,Z轴代表机械零件的高度方向。装夹的具体步骤如下：

图1 长方体机械零件示意图

在安装平口钳之前,首先对机床工作台进行清理、擦拭工作,保证台面清洁无灰尘、污垢,然后在工作台上固定好平口钳,将长方体机械零件装夹在平口钳上面,此时,需要在零件的底部放置一个与零件等高的垫铁,使零件长度方向与图1中的X轴方向保持一致,值得注意的是,零件加工部位的最低处应当高过平口钳的上表面,避免在机床运转时,刀具与钳口出现碰撞现象导致机床受损。在平口钳上已经固定好的机械零件必须与夹紧、夹牢,防止零件在加工过程中与平口钳脱离[1]。接下来,分别对X 轴、Y 轴与零件长度及宽度方向进行打表,以确定零件装夹是否满足图纸要求。此外,当零件固定后,需要对零件上表面与工作台之间的平行关系进行确认,当确认无误后,方可进行下一道工序。

(二)对刀方法。机械零件对刀主要包括X 轴、Y 轴方向对刀以及Z轴方向对刀,其中：X、Y 轴方向对刀分为基准边对刀法和分中对刀法。基准边对刀法是借助于寻边器实现精准对刀,在X 轴寻边时,可以确定机床的坐标值为A,基准边的机床坐标值则为当前机床坐标值与刀具半径之和,即：A+R,而机械零件的原点则可以用A+R+a/2来表示,其中的a表示零件长度。当在Y 轴寻边时,同样得到当前机床的坐标值B,基准边的坐标值则为B+R,机械零件的原点则可以用B+R+b/2来表示,其中的b表示零件宽度。长方体机械零件俯视图如图2所示。

当机械零件的坐标原点处于零件正中间时,常常使用分中对刀的方法,不但易于操作,而且实际应用效果较好。分中对刀法依然利用寻边器分别对X轴和Y 轴进行寻边,在对X轴左边进行寻边时,当前机床的坐标值为A0,右边寻边的坐标值为A00,在对Y 轴下边寻边时,坐标值为B0,上边寻边时的坐标值B00,由此得到长方体零件坐标原点X、Y 的坐标值,即：X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。

图2 长方体机械零件俯视图

Z轴方向对刀通常包括两种情况,一种是Z轴零点位于零件上表面,另一种则是位于下表面。上表面对刀时主要使用块规以及Z轴设定器来设定当前的机床坐标,用Z0表示,当刀具与设定器接触后,零件坐标原点的机床坐标值Z为Z0-h,其中h表示Z轴方向设定器或者块规的高度。Z轴底面对刀的方法与顶面对刀方法相似,只不过机床坐标值Z的值变为Z0-h-H,其中H 表示机械零件的实际高度。

二、圆柱体机械零件的装夹与对刀方法

(一)装夹步骤。圆柱体机械零件装夹与对刀俯视图如图3所示。

图3 圆柱零件装夹与对刀俯视图

圆柱体机械零件装夹前的准备工作与长方体零件装夹类似,都需要清理工作台,并通过打表将平口钳的钳口方向与X 轴保持一致,再对零件予以固定锁紧,并对零件的牢固度进行反复检查,当确认没有松动情况后,在零件底部放置一块与零件等高的垫铁,与长方体零件不的同时,在加工圆柱体零件时,需要在钳口一侧放置一块V 型铁,接下来,检查零件加工部位的最低处,应保证最低处位置高过钳口上表面[2]。然后对Z轴与零件高度方向进行打表,确定平行关系后夹紧零件,并校验机床工作台与零件上表面是否保持平行关系。

(二)对刀方法。圆柱零件对刀包括分中对刀以及Z轴方向对刀,其

中：分中对刀是加工圆柱体零件最为常用的一种对刀方法。对刀时常常采用寻边器,对X轴的左边寻边时,机床当前的坐标值为A0,对右边寻边时,坐标值为A00,对Y 轴的下边进行寻边时,当前机床的坐标值为B0,对上边寻边时,坐标值为B00,由此可以得出当前圆柱体零件坐标原点的X、Y 坐村值,即X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。在对圆柱体零件进行对刀时,当完成X轴一侧对刀后,切忌不能移动Y 轴的方向,当完成Y 轴一侧对刀后,也不能移动X轴的方向,一旦位置移动,极易对数据的精准度产生较大影响,进而使圆柱体零件的加工尺寸及相关参数产生较大误差。而圆柱体零件Z轴方向对刀的方法与长方体零件Z轴方向对刀方法相同。

结束语

长方体与圆柱体机械零件是数控铣床加工工艺中最为常见的两种零件形状,在操作实训中,如果熟练掌握这两种形状的装夹与对刀方法,其它形状机械零件的装夹与对刀问题也会迎刃而解。因此,学生只有在实训时多留意、多观察、多实践,才能加工出技术精湛、精准度高的机械零件。