探討數控銑床操作實訓中零件裝夾及對刀方法

涂永偉

余姚市職成教中心學校 浙江 寧波 315400

數控銑床操作實訓是數控專業的必修課程,而機械零件的裝夾與對刀方法則是學生必須掌握的重點內容,在實訓過程中,既要保證裝夾合理、對刀精準,又要確保人身安全,這就需要學生結合數控銑床的各項工藝參數以及圖紙要求,建立一個正確的機械零件坐標系,使數控銑床精準、高效完成機械零件的加工過程。

一、長方體機械零件的裝夾及對刀方法

(一)裝夾步驟。圖1為長方體機械零件示意圖,當選取和確定長方體機械零件后,首先依據圖紙要求確定數控系統中編程坐標原點的準確位置,原點通常用字母O 表示,編程原點的位置位于機械零件的上表面中心處,其中：坐標系中的X軸代表機械零件的長度方向,Y 軸代表機械零件的寬度方向,Z軸代表機械零件的高度方向。裝夾的具體步驟如下：

圖1 長方體機械零件示意圖

在安裝平口鉗之前,首先對機床工作臺進行清理、擦拭工作,保證臺面清潔無灰塵、污垢,然后在工作臺上固定好平口鉗,將長方體機械零件裝夾在平口鉗上面,此時,需要在零件的底部放置一個與零件等高的墊鐵,使零件長度方向與圖1中的X軸方向保持一致,值得注意的是,零件加工部位的最低處應當高過平口鉗的上表面,避免在機床運轉時,刀具與鉗口出現碰撞現象導致機床受損。在平口鉗上已經固定好的機械零件必須與夾緊、夾牢,防止零件在加工過程中與平口鉗脫離[1]。接下來,分別對X 軸、Y 軸與零件長度及寬度方向進行打表,以確定零件裝夾是否滿足圖紙要求。此外,當零件固定后,需要對零件上表面與工作臺之間的平行關系進行確認,當確認無誤后,方可進行下一道工序。

(二)對刀方法。機械零件對刀主要包括X 軸、Y 軸方向對刀以及Z軸方向對刀,其中：X、Y 軸方向對刀分為基準邊對刀法和分中對刀法。基準邊對刀法是借助于尋邊器實現精準對刀,在X 軸尋邊時,可以確定機床的坐標值為A,基準邊的機床坐標值則為當前機床坐標值與刀具半徑之和,即：A+R,而機械零件的原點則可以用A+R+a/2來表示,其中的a表示零件長度。當在Y 軸尋邊時,同樣得到當前機床的坐標值B,基準邊的坐標值則為B+R,機械零件的原點則可以用B+R+b/2來表示,其中的b表示零件寬度。長方體機械零件俯視圖如圖2所示。

當機械零件的坐標原點處于零件正中間時,常常使用分中對刀的方法,不但易于操作,而且實際應用效果較好。分中對刀法依然利用尋邊器分別對X軸和Y 軸進行尋邊,在對X軸左邊進行尋邊時,當前機床的坐標值為A0,右邊尋邊的坐標值為A00,在對Y 軸下邊尋邊時,坐標值為B0,上邊尋邊時的坐標值B00,由此得到長方體零件坐標原點X、Y 的坐標值,即：X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。

圖2 長方體機械零件俯視圖

Z軸方向對刀通常包括兩種情況,一種是Z軸零點位于零件上表面,另一種則是位于下表面。上表面對刀時主要使用塊規以及Z軸設定器來設定當前的機床坐標,用Z0表示,當刀具與設定器接觸后,零件坐標原點的機床坐標值Z為Z0-h,其中h表示Z軸方向設定器或者塊規的高度。Z軸底面對刀的方法與頂面對刀方法相似,只不過機床坐標值Z的值變為Z0-h-H,其中H 表示機械零件的實際高度。

二、圓柱體機械零件的裝夾與對刀方法

(一)裝夾步驟。圓柱體機械零件裝夾與對刀俯視圖如圖3所示。

圖3 圓柱零件裝夾與對刀俯視圖

圓柱體機械零件裝夾前的準備工作與長方體零件裝夾類似,都需要清理工作臺,并通過打表將平口鉗的鉗口方向與X 軸保持一致,再對零件予以固定鎖緊,并對零件的牢固度進行反復檢查,當確認沒有松動情況后,在零件底部放置一塊與零件等高的墊鐵,與長方體零件不的同時,在加工圓柱體零件時,需要在鉗口一側放置一塊V 型鐵,接下來,檢查零件加工部位的最低處,應保證最低處位置高過鉗口上表面[2]。然后對Z軸與零件高度方向進行打表,確定平行關系后夾緊零件,并校驗機床工作臺與零件上表面是否保持平行關系。

(二)對刀方法。圓柱零件對刀包括分中對刀以及Z軸方向對刀,其

中：分中對刀是加工圓柱體零件最為常用的一種對刀方法。對刀時常常采用尋邊器,對X軸的左邊尋邊時,機床當前的坐標值為A0,對右邊尋邊時,坐標值為A00,對Y 軸的下邊進行尋邊時,當前機床的坐標值為B0,對上邊尋邊時,坐標值為B00,由此可以得出當前圓柱體零件坐標原點的X、Y 坐村值,即X＝(A0+ A00)/2,Y＝(B0+ B00)/2。在對圓柱體零件進行對刀時,當完成X軸一側對刀后,切忌不能移動Y 軸的方向,當完成Y 軸一側對刀后,也不能移動X軸的方向,一旦位置移動,極易對數據的精準度產生較大影響,進而使圓柱體零件的加工尺寸及相關參數產生較大誤差。而圓柱體零件Z軸方向對刀的方法與長方體零件Z軸方向對刀方法相同。

結束語

長方體與圓柱體機械零件是數控銑床加工工藝中最為常見的兩種零件形狀,在操作實訓中,如果熟練掌握這兩種形狀的裝夾與對刀方法,其它形狀機械零件的裝夾與對刀問題也會迎刃而解。因此,學生只有在實訓時多留意、多觀察、多實踐,才能加工出技術精湛、精準度高的機械零件。