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1、第二章 数控车床编程与加工操作第2章 数控车床编程与加工操作23零件装夹及对刀2.3.1零件的装夹数控车削加工时零件定位安装的基本原则与普通车床加工相同。在数控车床加工中，除采用三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘外，还有许多相应的夹具，它们主要分为两类：1）用于轴类零件的夹具数控车床加工轴类零件时，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶尖之间，又主轴上的拨动卡盘或拨齿顶尖带动旋转。这类夹具在粗车时可以传递足够大的转矩，以适应主轴高速旋转车削。2）用于盘类零件的夹具这类夹具适用于无尾座的卡盘式数控车床上。用于盘类零件的夹具主要有可调卡爪卡盘和快速可调卡盘。2.3.2数控车削时的对刀图2-22 机械坐标系1.机械坐标
2、系与编程（工件）坐标系的关系机械坐标系又称机床坐标系，是机床出厂时由制造商设定的坐标系，有固定的参考点。CAK6136数控车床的机械坐标系见图2-22，Z轴平行车床导轨，正方向为离开卡盘的方向；X轴与Z轴垂直，正方向为刀架远离主轴轴线方向；坐标原点O取在卡盘后端面与中心线交点处。编程坐标系是编程者为方便编程计算而设定的坐标系，故其零点一般设在零件图上某一便于计算的参考点。编程坐标系如图2-23所示，Zp轴与机械坐标系的Z轴重合，正方向为离开卡盘的方向；Xp轴与Zp轴垂直，正方向为刀架远离主轴轴线方向；坐标原点Op取在工件端面与中心线交点处，也可由编程者通过设置浮动原点确定。机械坐标系与编程坐标
3、系的关系如下：X=XpZ=Zp+工件外伸长度+卡盘厚度（本系统卡盘厚度为20mm）或Z=Zp+浮动原点值（浮动原点由编程者设定，其值应大于20mm）。数控车床的机械零点是固定的，但对于不同零件，编程零点可以不同，甚至对同一零件也可有不同的编程零点。图2-23 编程坐标系2.零点偏置 实际生产中要使编程坐标系与机床坐标系的零点完全重合，既不方便也不可能十分准确，这样将给加工带来麻烦。实际生产中为解决这个问题一般利用数控系统的零点偏置功能。工件安装后，先测得工作坐标系的零点即编程原点在机床坐标系中的位置，并将该位置坐标值预存到数控系统，数控系统即可按机床坐标系来确定加工零件的各相应坐标值，它相当于
4、使工作坐标系的原点偏移到了机械零点。现代的数控机床所采用的数控系统大多数都具有零点偏置功能，利用数控系统的零点偏置功能，编程人员不必考虑工件在机床上的安装位置和精度。3确定对刀点和换刀点1）对刀刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。各类车刀的刀位点如图2-24所示。图2-24 车刀的刀位点刀位点对刀 对刀是指执行加工程序前，调整刀具的刀位点，使其尽量重合于某一理想准点的过程。理想基准点可以设定在基准刀的刀尖上或光学对刀镜内的十字刻线交点上。对刀的目的是告诉数控系统工件在机床坐标系中的位置，实际上是将工作原点（编程零点）在机床坐标系中的位置坐标值预存到
5、数控系统。对刀的基本方法有：a定位对刀法 其实质上按接触式设定基准重合原理进行的一种粗定位对刀方法，它的定位基准由预设的对刀基准点来体现。对刀时，将各号刀的刀位点调整至与对刀基准点重合即可。此方法简便，易行，精度不太高，应用广泛。b光学对刀法 其实质是按非接触式设定基准重合原理而进行的一种定位对刀方法，它的定位基准通常由光学显微镜（或投影放大镜）上的十字基准刻线交点来体现。此方法精度高，不会损坏刀尖。cATC对刀法 ATC对刀法是通过一套将光学对刀镜与CNC组合在一起，从而具有自动刀位计算功能的对刀装置，也称为半自动对刀法。对刀时，需要将由显微镜十字刻线交点体现的对刀基准点调整到机车的固定原点
6、位置上，以便于CNC进行计算和处理。以上三种对刀方法，由于手动和目测等多种误差的影响，对刀精度十分有限。d试切对刀法 通过试切对刀，其对刀精度更加准确，结果更为可靠，实际生产中广泛采用。2）确定对刀点对刀点指采用刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点。确定对刀点应注意以下的原则：尽量与零件的设计基准或工艺基准一致；便于用常规量具的车床上进行找正；该点的对刀误差应较小，或可能引起的加工误差为最小；尽量使加工程序中的引入或返回路线短，并便于换刀。图2-25为数控车床的对刀点确定示例：图2-25 对刀点确定示例3）确定换刀点换刀点是指在加工过程中，自动换刀装置的换刀位置。换刀点的位置应保证刀具转位时不碰撞被加工零件或夹具，一般可设置在对刀点。- 4 -