龍門式加工中心角度銑頭對刀技巧與應用

■大連橡膠塑料機械服從有限公司 （遼寧 116036） 朱玉明

龍門式加工中心角度銑頭對刀技巧與應用

■大連橡膠塑料機械服從有限公司 （遼寧 116036） 朱玉明

摘要：數控加工除了具備設備、刀具和程序以外，如何精確確定加工坐標系也即編程坐標系是高質量完成數控加工的關鍵。本文以龍門式加工中心角度銑頭銑削加工螺旋溝紋輥為例，詳細介紹當角度銑頭旋轉角度后，如何手工確定編程零點的技巧與方法。

數控加工效率高、精度高，除了機床本身精度和程序的精度以外，對刀是非常關鍵的因素之一。對刀的目的是確定編程原點在機床坐標系中的位置，對刀點可以設在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。數控加工有多種對刀方式，如手動對刀、對刀儀對刀及ATC對刀等。手動對刀，即試切對刀。由于其對刀簡單、可靠、易操作、經濟，因此得到廣泛應用。缺點是精度不是很高，而且對刀精度因人而異。不同機床、不同的零件結構，其手動對刀的難易程度不同。如龍門式加工中心角度銑頭在非坐標軸方向加工時對刀等等。

本文介紹采用角度銑頭、三面刃銑刀加工螺旋溝紋輥時，如何借助輔助用具進行對刀的技巧與應用。

1. 加工方案

如圖1所示，移動輥的圓周上有40條螺旋角度為30°的螺旋溝槽，每個溝槽的斷面形狀是直角三角形。在完成其他工序之后，需要在龍門式數控加工中心上，采用直角銑頭，逆時針旋轉30°后銑螺旋溝槽。根據溝槽結構的特殊性和溝槽的數量，決定采用三面刃成形銑刀成形加工。由于同類的輥有多個，因此采用手工編程、宏程序。

圖1　移動輥示意圖

圖2　對刀計算圖

2. 對刀

由于直角銑頭工作時的狀態必須是刀軸線垂直于螺旋槽，也就是說刀盤在X－Y平面的投影直徑線(見圖2中刀盤端線)必須與螺旋槽同方向。然后隨著工作臺的移動、機床A軸的轉動和刀軸的轉動，在程序的控制下，便可加工出螺旋溝槽。但前提是要找出工作狀態下編程零點在機床坐標系中的位置。只有找出編程零點的位置，程序才能控制各軸準確動作，加工出工件。

（1） 標準棒心到編程零點的距離。由圖2可以看出，如果將編程零點直接作為對刀點，當刀軸旋轉30°后，無法精確的對出這一點，因此只能采用輔助用具，將對刀點設在容易對出的位置。本案采用圓形標準棒的圓心作為對刀點，具體對刀步驟如下：①將一個標準棒固定到工作臺面任何位置，為方便可固定在工件附近。②將百分表固定在Z軸上（機床主軸），測得標準棒X方向最外緣點到移動輥端的距離L，又根據已知的標準棒直徑和螺旋槽起點到輥端的距離h算出圖中標準棒心到編程零點的距離X為L+h-d/2。同理測出標準棒Y方向最外緣點到移動輥上緣的距離b，然后計算出Y（L1）為D/2+b-d/2，式中D為輥徑。除了

用百分表外，還可使用對刀棒對出標準棒心到編程零點的X、Y值。

（2）編程零點確定。在直角頭中安裝一標準刀棒，然后沿Y軸方向逆時針旋轉30°，如圖2俯視圖中所示。將刀棒與標準棒相切（見圖2俯視圖），此時刀棒與標準棒的切點距標準棒心的距離為d/2。將刀棒抬起，平移d/2，實際中是工作臺沿X負方向平移d/2，此時刀棒中心線的位置，也即刀軸線的位置。鎖定X、Y，抬Z軸，卸下刀棒，換上三面刃銑刀，如圖3所示，調整Z軸，使刀位點與標準棒端面圓心點重合，如圖2中俯視圖所示。在G54坐標中，分別移動X（L+h-d/2）、Y（D/2+b-d/2）的距離，然后清零，即找到了直角銑頭旋轉30°時，使用三面刃銑刀加工螺旋溝槽的編程零點。工件的裝夾示意圖如圖4所示。

圖3　三面刃成形銑刀示意圖

圖4　工件裝夾及刀具定位示意圖

3. 結語

需要設定輔助對刀點的數控加工，多發生在零件加工部位與刀軸成一定角度，需要工作臺旋轉或刀軸旋轉一定的角度后才能進行加工的工況中。

對于粗加工后還需熱處理或時效等其他工序的工件，工件轉序前要在編程零點作標記，再上床時需要重新對零點。為了保證對刀精度，最好粗精加工由同一個操作者、使用同樣的輔具進行對刀，否則會產生較大的誤差或調整困難。

批量生產時，還是采用更簡便高效、更準確的方法為易。但當條件不具備時，采用輔助對刀點進行手動對刀的方法還是必不可少的。

參考文獻：

[1] 丁海萍，顧劍鋒. 數控加工中心常用對刀方法及其應用[J]. 廣西輕工業. 2007（8）：51～52.

收稿日期：（20141030）