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数控车技师论文汇总
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经济型数控车床的对刀方法及机床安装方式
姓名:
所报工种:
数控车床工
申报等级:
二级
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所在单位:
【摘要】:
本文介绍一种操作简单可靠的对刀和调刀补方法。
机床的安装方式及特点。
【关键词】:
对刀、刚性连接、弹性连接
目录
摘要.........................................................................................................................1
关键词.....................................................................................................................1
前言.........................................................................................................................1
2经济型数控车床的对刀.....................................................................................1
3经济型数控车床的调刀补和换刀.....................................................................2
4对刀调刀补时注意消除丝杠反向间隙..............................................................2
5机床的安装方式及特点.....................................................................................2
5.1刚性连接..........................................................................................................2
5.2弹性连接.......................................................................................................3
结论.........................................................................................................................7
参考文献.................................................................................................................8
经济型数控车床的对刀方法及机床安装方式
1引言
经济型数控车床采用多工位回转刀架时,对刀和调刀补方法是推广使用数控机床时需要考虑解决的一个重要问题,它还涉及到滚珠丝杠反向间隙问题,当加工形状复杂的零件时,需用多工位转位刀架,当加工工件达到一定数量时,多把刀具会出现不同程度的磨损,就需修改多把刀具的刀补,这时要注意避免一把刀具的刀补对其他刀具产生影响,若操作方法不当,不但费时费力,而且总是达不到理想的加工精度。
本文介绍一种操作简单可靠的对刀和调刀补方法。
2经济型数控车床的对刀
以常州电机电器总厂应用电子装备厂生产的BKC2-008型数控系统改造的数控车床为例,Z坐标脉冲当量为0.01mm,X坐标脉冲当量0.005mm,三排LED数码管显示,较大一排数码管用于显示波段开关状态下的提示信息和编辑状态下的加工程序编辑过程及自动和空运行状态下的程序段号显示,较小的两排分别显示X、Z运动坐标的计数值,X、Z坐标显示均以脉冲当量为单位。
如图1所示,用1号刀试切A面,用*0把两排小数码管显示清零,+Z向退刀,Z坐标显示的数值为S1,用手动运行功能试切B面,+Z向回零,再用*0清零,+X向退刀,X坐标显示的数值为L1(注意这时刀尖相对B面距离为L1/2),这时刀具退到的C点,用*0清零,C点为刀具起始点。
附图
测量试切段工件直径为d0,要求加工直径为d,加工长度为f,则采用相对编程刀具径向进刀程序为:
U-(L1+2(d0/2-d/2))即U-(L1+d0-d),加工长度f指令为W-(S1+f)。
3经济型数控车床的调刀补和换刀
C点清零后,换2号刀,用手动功能试切A面,Z坐标显示S2(以上所有显示的值均取代数值,下同),试切B面X坐标显示L2,则2号刀相对1号刀的刀补(常称第一组刀补)为:
U(L1+L2)W(S1+S2)T01
X、Z两坐标回零,换3号刀,用手动功能试切A面,Z坐标显示S3,试切B面X坐标显示L3,则3号刀相对1号刀的刀补为:
U(L1+L3)W(S1+S3)T02
其余刀具相对1号刀刀补的调试方法同前类推。
若加工中换2号刀,则用T21指令,换刀走第一组刀补后,2号刀刀尖运行到刀具起始点C点;换3号刀用T32指令,换刀走第二组刀补后,3号刀刀尖运行到刀具起始点C点,换刀加工完毕,用T10换回第一把刀,取消刀补,第一把刀刀尖运行到C点,进行下一零件加工。
4对刀调刀补时注意消除丝杠反向间隙
滚珠丝杠有反向间隙,在对刀调刀补过程中刀具退到起始点的X、Z退刀走向,要与加工结束时用G26、G27、G29等指令返回刀具起始点的走向一致,以消除反相间隙误差。
如附图所示,用1号刀试切A面,两坐标显示清零后+Z向退刀1.00mm,若超过了1.00mm,如1.08mm,应-Z向手动至小于1.00mm,小于的数值要大于丝杠反向间隙的值,以达到消除反向间隙的目的,再+Z向手动至1.00mm;+X向退刀也这样,对刀及调刀补时试切后的退刀方向要固定,编程时用程序消除反向间隙[2]。
加工完1999.10毕,用G26退刀,也注意是+Z、+X向退刀至刀具起始点C。
5机床的安装方式及特点
机床安装方式主要有刚性连接与弹性连接两种。
5.1刚性连接
机床安装时,在机床底座与混凝土基础之间放置可调整机床水平的刚性垫铁,同时将地脚螺栓放入基础上的预留孔和机床底座的螺栓孔内,先将机床初步调整到水平位置,再将混凝土砂浆灌入基础上的预留孔内,待灌入的混凝土强度达到>80%时,再对机床水平位置进行精确调整,当达到规定的安装水平后,拧紧地脚螺栓上的螺母,将机床和垫铁一起紧固在基础上,并确保不破坏已达到规定的安装水平。
采用刚性连接的机床一般安装在单独基础(或局部加厚地坪)上,基础的厚度与机床的质量、精度、刚性、外形尺寸、地质资料等因素有关,其最小厚度可由埋入基础内的地脚螺栓长度来确定。
一般地脚螺栓预留孔的深度要大于地脚螺栓埋入孔内的长度,基础的最小厚度大于地脚螺栓预留孔的深度。
基础的厚度较大。
表1列出了部分中小型机床地脚螺栓预留孔的深度和基础最小厚度参考值。
表1刚性连接时部分中小型机床基础的最小厚度参考值
序号
机床名称
机床质量(t)
基础最小厚度(mm)
地脚螺栓预留孔深度(mm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
C3163-1转塔六角车床
C6140普通车床
CW6163普通车床
Z3040摇臂钻床
Z5125A立式钻床
X5030立式铣床
X6132万能铣床
YN3132滚齿机
M7130平面磨床
B6050牛头刨床
B5032插床
2.6
2.0
3.7
3.5
1.0
2.1
2.6
4
3.5
1.9
3
400
400
500
380
320
450
450
380
500
430
480
320
320
420
300
240
400
400
300
420
350
400
机床与基础紧固成一整体,可提高机床的刚度,降低机床重心高度和减少机床振动。
机床安装和基础施工不方便,安装时间长,增加土建投资。
5.2弹性连接
机床安装时,在机床底座与混凝土地坪之间放置可调整机床水平的防振垫铁,并将机床精确地调整到规定的水平位置。
机床与防振垫铁之间可以用螺栓紧固或不紧固,机床与地坪之间不紧固,机床安装较刚性连接方便,安装时间短,并具有隔振作用。
但刚度、稳定性较差,振动大的机床一般不宜采用简单的弹性连接的方法,可采用带有附加基础件的组合弹性连接,也有较显著效果。
采用弹性连接的中小型机床均可直接安装在混凝土地坪上。
国内曾对76家工厂机床安装在地坪上的情况进行过调查统计,并做了有关的专题试验,提出了可安装在混凝土地坪上的中小型普通机床,其类型、机床质量和对地坪的要求见表2。
表2中小型普通机床安装在地坪上的要求
机床类型
机床质量(t)
混凝土地坪厚度(mm)
混凝土垫层强度等级
地基土变形模量E0(kPa)
8000
20000
40000
卧式车床、转塔六角车床、铲齿车床、半自动车床、仿形车床
<6
C10
160
140
120
摇臂钻床、立式钻床、卧式内拉床
<5
外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、曲轴磨床
<6
C15
150
130
110
滚齿机、刨齿机、插齿机、剃齿机
<5
立式铣床、卧式铣床、万能铣床
<6
C20
140
120
100
牛头刨床、插床
≤3
卡盘车床这类刚性好的机床,采用有阻尼的弹性连接时,可改善其动态特性。
从表2与表1的比较中可见地坪的厚度小于基础的厚度,不需要预留地脚螺栓孔,施工方便,成本低。
2防振垫铁的选用
中小型机床刚性好,移动部件质量小,不需要依靠基础来增加其刚性,除了振动较大和稳定性较差的机床外,一般均可采用弹性连接的方法来安装机床。
大型设备和振源型设备采用带有基础组合弹性连接也有良好使用效果。
影响精密机床正常工作的往往是通过地面土壤和基础传来的外界振动,这种振动随着距离的增加而逐渐衰减,当达到一定的距离后,在无其它隔振措施的情况下,也不会影响精密机床的正常工作,这个距离称为机床的防振距离。
根据精密机床的允许振动速度,以亚粘土为代表,表3列出了最小防振距离,表4列出了精密机床和高精度机床的允许振动值。
表3最小防振距离
动力
设备
允许速度(mm/s)
0.03
0.05
0.10
0.30
0.50
设备类型
防振距离(m)
火车
厂外货车(铁路干线)
厂内货车(专用线)
800
300
600
200
400
100
150
35
80
20
汽车
公路干线柔性路面
刚性路面
城市道路柔性路面
刚性路面
厂区道路柔性路面
刚性路面
120
150
80
100
50
65
60
100
40
50
25
35
35
50
20
25
12
15
15
20
10
12
6
8
8
10
5
6
…
4
空压
机
(活塞
式)
7L-100/8
8L—60/8
5L—40/8
4L—20/8
3L—10/8
300
200
150
80
60
250
150
100
50
40
180
100
50
30
20
80
40
30
20
15
60
30
20
15
10
冷冻
机
170系列
125系列
100系列
70系列
60
45
30
15
40
30
20
10
20
15
10
5
10
8
5
3
5
4
3
2
锻锤
(kN)
160
100
50
30
20
10
4~7.5
2.5
1200
750
600
450
350
200
150
80
1000
650
450
350
250
180
120
60
900
550
400
300
220
150
100
50
700
400
300
220
180
100
60
40
550
300
220
160
120
80
45
30
压力
机
(kN)
5000
3150
2500
1600
1000
630
500
300
≤150
280
220
175
125
90
65
50
40
30
220
170
140
95
65
45
35
30
20
150
110
80
60
40
30
20
15
10
65
50
40
30
25
20
15
10
5
45
35
30
25
20
15
12
6
3
其它
设备
300kN拉力试验机
1000kN拉力试验机
B665牛头刨床
B690牛头刨床
6m、8m龙门刨床
8#~12#风机
砂轮机
水泵
80
120
50
80
30
25~30
15
10
50
90
30
50
20
20~25
10
5
30
50
20
30
15
15~20
8
3
15
25
12
18
10
10~15
5
—
10
15
10
12
8
8
—
—
表4精密机床和高精度机床的允许振动值
机床类型
允许速度
(mm/s)
5级丝杠车床及螺纹磨床,高精度长刻线机及圆刻线机(精度2μm及1″)
0.05
6级丝杠车床、丝杠磨床及螺纹磨床,精密轧辊磨床及大型精密滚齿机
0.08
坐标镗床及坐标磨床,高精度外圆磨床和平面磨床,导轨磨床
0.16
精密磨床,磨齿机,高精度车床及加工中心
0.20
精密卧式镗床,仿形铣床,精密车床及数控车床
0.32
数控铣床,精密滚齿机,普通磨床及仿形铣床
0.50
精密机床的安装位置应尽量远离振源,如确实不能满足最小防振距离要求时,应对其采取隔振措施,使振动的影响控制在允许的范围内。
当机床对振动控制要求不高时,可采用防振垫铁进行隔振,隔振效率应根据振源距离的远近和机床对振动控制的要求确定,还应注意要使机床工作时不产生明显的摇晃。
否则要采取其他更有效的隔振措施。
结论
按上述调刀补方法,要以车外圆尺寸精度要求高的刀具为1号刀,其他车端面、切槽、倒角等尺寸精度要求低的刀具为2、3、4号刀,这样加工过程中测量直径(如1号刀有磨损,直径变大)增大加工程序首段-X向进刀量的值,满足直径加工精度。
其他刀具虽有磨损,但只要尺寸不超差,就不需再对刀调刀补;加工尺寸超差时,可重新对刀修改刀补,也可根据超差值,修改相应刀具的刀补,这样调刀补能避免对其他刀具产生影响
普通机床一般不需要采取隔振措施,采用弹性连接主要是考虑到安装机床方便,节约费用和用于不便于使用刚性连接的场合,如机床上楼等。
由于普通机床的类型和加工条件的不同,机床工作时自身振动的情况相差较大,防振垫铁中弹性件的刚度应根据机床工作时振动的大小来决定,振动大的,弹性件的刚度要大些,反之则可小些。
但为了避免机床工作时产生明显的摇晃,影响工人操作,防振垫铁上弹性件的刚度宁可取大些。
如弹性件的刚度已足够大,机床工作时还要产生明显的摇晃就不宜采用弹性连接,而要采用刚性连接。
参考文献:
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