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数控车床学习应把握好的六个点论文
摘要:针对职业学校学生在学习数控车床中存在的困难,从数控车床的六个“点”入手,详尽地解释了这些点,阐述了它们的关系,强调了它们在数控车床学习中的重要性。
关键词:数控车床;机床原点;参考点;程序原点;快速定位点;刀位点;换刀点
数控车床又称为CNC车床,即计算机数字控制车床,它用数字化的信息来实现自动化控制,是目前国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床,约占数控机床总数的25%。社会上学习数控车床的人越来越多,绝大多数中等职业学校相继开设了数控专业。许多中职学生理解能力较差,刚开始学时往往感到无从下手,尤其在编制加工程序时,更是糊里糊涂。对此,笔者认为关键是学生在学习时对六个很重要的车床点分不清楚。这六个点是机床原点、参考点、程序原点、快速定位点、刀位点、换刀点。
机床原点
机床原点是生产厂家在制造机床时设置的固定的点,也称机床零点。它是在装配、调试机床时就确定下来的。数控车床的原点一般位于车床卡盘端面与主轴中心线的交点处。通常不允许用户改变。以机床的原点为坐标系称机床坐标系,如图1所示。
参考点
参考点是机床厂家在机床上设置的一个物理位置。与机床原点的相对位置是固定的。如图1中的O点。车床出厂前由机床制造商精密测量确定。也有些机床的参考点在X轴、Z轴的正向极限位置附近,与零点重合(如图2所示),所以回参考点也称回零。
回参考点的必要性是:数控机床位置检测装置如果采用绝对编码器,由于系统断电后位置检测装置靠电池来维持坐标值实际位置的记忆,所以机床开机时,不需要返回参考点。目前,大多数数控车床采用增量编码器作为位置检测装置,系统断电后,工件坐标系的坐标值就失去记忆,车床尽管靠电池维持机械坐标值的记忆,但只是记忆机床断电前的坐标值而不是机床的实际位置,所以车床首次开机后要进行返回参考点操作。
返回参考点还有以下好处:(1)系统通过参考点来确定机床的原点位置,以正确建立机床坐标系。(2)可以消除丝杠间隙的累计误差及丝杠螺距误差补偿对加工的影响。
程序原点
也叫编程原点,是编程人员在编程中定义在工件上的几何基准点,也称编程零点、工件原点。编程原点是在数控加工时刀具相对于工件运动的起点,所以也称对刀点。
编程原点视工件的具体情况而设定,一旦确定,在编程时,就要以此点来计算坐标值。从理论上讲,编程原点可以选择工件上的任何一点,但实际上为了换算尺寸简便,减少计算误差,应选择一个合理的编程原点。数控车床的编程原点一般选在工件右端面与主轴轴线的交点上,通过对刀确定。
编程人员在确定编程原点时,一般要遵循如下原则:(1)所选的原点应便于计算,以利于编程。(2)应选在工件的对称中心上,以简化编程。(3)应选在容易找正、在加工过程中便于检查的位置上。(4)应尽可能选在零件的设计基准或工艺基准上,以使加工引起的误差最小。
快速定位点
快速定位点是编程人员在编制程序时,设定在工件端面附近的一个点。当刀具快速定位到此点后,从这一点开始插补进给,当直线插补时,一般设定X值比工件外圆大2~3毫米,Z值离开工件端面2毫米左右。此点设定太近,有可能与工件毛坯相撞,太远则空走刀时间太长,会降低加工效率。因此,有些学生在编程时把快速定位点设在Z0的位置,表示刀尖已经接触工件,是不合理的。
刀位点
车刀上可以作为编程和加工基准的点称为刀位点,也是指能表示刀具特征的点。常用数控车削的车刀主要是尖形车刀,在不考虑刀尖微小圆弧的情况下,可认为刀尖即为刀位点。数控编程的实质就是描述刀具的刀位点在编程坐标系中运动的轨迹。常用车刀的刀位点如图3所示。切槽刀有左右两个刀位点,在编程时要根据图纸上的尺寸来选择,目的是有利于编程。
换刀点
较复杂的工件,就要用多把刀加工。换刀点就是指在编制数控车床加工程序时,相对于编程原点而设定的一个换刀位置。在此点旋转刀架,安装在刀架上的任何一把刀具都不能与工件、尾座、夹具等发生碰撞,否则将发生安全事故。一般换刀点都设置在工件的外面,并留有一定的安全区,其设定值可用实际测量法或计算确定。
以上对这六个点做了详尽的描述,学生在学习中,必须明白这几个点的相互关系。机床原点和参考点存在着确定的位置关系,不能轻易改变。换刀点、快速定位点和编程原点之间存在一定关系,编程人员可以改变。在这几个点中,机床原点、刀位点、参考点可以作为了解的内容,不必花太多的精力。编程原点一定要选好,否则就会给编程或计算带来麻烦。
通过对数控车床涉及的六个点的分析,明白了这些点各自的作用和相互关系,学生在学习时就不会再将这些点混淆在一起,就能更快地学好数控车床操作技术。
参考文献:
[1]谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京:机械工业出版社,2006.
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[5]徐国权.数控加工技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
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