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傳統(tǒng)的數(shù)控加工刀具有兩種：刀具刀具和手工試切削。刀具儀器價(jià)格昂貴，多配備高檔數(shù)控機(jī)床，刀具精度較高。試切法簡(jiǎn)單易行，但要求機(jī)床處于啟動(dòng)狀態(tài)，存在一定的安全隱患。操作不當(dāng)易發(fā)生安全事故。
試切削法的目的是獲得刀具在Z軸和X軸上的偏移補(bǔ)償值。數(shù)控車(chē)床的加工精度和加工零件的質(zhì)量直接受人為因素的影響。
用于一般車(chē)削和工程訓(xùn)練的數(shù)控機(jī)床大多是滿足功能要求的普通數(shù)控機(jī)床。為了降低成本，一般不配備自動(dòng)對(duì)刀儀。因此，在使用過(guò)程中，刀具一般采用傳統(tǒng)的手工切割方法。對(duì)于初次接觸數(shù)控車(chē)床而缺乏操作經(jīng)驗(yàn)的人員，由于操作不熟練、張力或疏忽等因素，在切割工件時(shí)對(duì)刀具、刀架的運(yùn)動(dòng)速度、方向、位置等控制不準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象，然后導(dǎo)致事故。同時(shí)，由于普通數(shù)控車(chē)床采用前刀架、轉(zhuǎn)塔刀架，體積較大。在切割一對(duì)刀具時(shí)，操作者必須把頭伸進(jìn)機(jī)床的防護(hù)門(mén)(如圖1所示)，使其幾乎看不到刀尖的切割情況，對(duì)人身安全構(gòu)成威脅。
針對(duì)數(shù)控車(chē)削加工中傳統(tǒng)的對(duì)刀方法的難度和安全性，以及現(xiàn)有對(duì)刀方法在對(duì)刀效率和設(shè)備成本方面的不足，介紹了一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉的對(duì)刀工具。
對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
切刀裝置的結(jié)構(gòu)主要由本體、百分表(含觸點(diǎn))、上壓蓋、氣泡水平儀等部分組成。兩個(gè)百分表水平固定在鋁合金材料外殼內(nèi)，在對(duì)刀裝置上安裝氣泡水準(zhǔn)儀，保證對(duì)刀裝置水平放置在主軸夾頭上。在該裝置的上蓋上設(shè)計(jì)有一個(gè)方孔，以便于調(diào)整百分表的刻度盤(pán)。在刀具上，車(chē)刀的刀尖與百分表的觸點(diǎn)接觸，觀察兩個(gè)百分表上的指針讀數(shù)，從而得到刀具在X軸和z軸方向上的偏移值。為了節(jié)省切削時(shí)間，提高切削效率，可以更換百分表的觸點(diǎn)，增加刀尖與觸點(diǎn)的接觸面積。
1)操作簡(jiǎn)便。在使用過(guò)程中，只需將主體零件作為工件插入車(chē)床卡盤(pán)，就可以進(jìn)行z軸和X軸方向的刀具調(diào)整，操作簡(jiǎn)單方便。
2)安全與穩(wěn)定。與試切法相比，該裝置可以在不影響機(jī)床啟動(dòng)狀態(tài)的情況下完成切刀操作。同時(shí)，在切刀過(guò)程中，操作人員無(wú)需將頭部放入床上觀察切刀情況。提高了刀具操作的安全性，減少了安全事故的發(fā)生。
3)效率高。用較大的零件代替千分表的觸點(diǎn)，增加了刀尖與觸點(diǎn)的接觸面積，縮短了切削時(shí)間，提高了切削效率。
4)低成本。該裝置主要由主體部分和百分表組成。與自動(dòng)對(duì)刀儀相比，工藝簡(jiǎn)單，成本低。
對(duì)刀裝置具有的特點(diǎn)：
假設(shè)z軸長(zhǎng)度為142mm，X軸直徑為54mm。調(diào)試好切刀裝置后，開(kāi)始切刀操作。將切刀裝置夾在數(shù)控車(chē)床的三爪卡盤(pán)上，觀察水平水柱并調(diào)整裝置，直到水平水柱顯示切刀裝置的放置水平。在不啟動(dòng)主軸的情況下，移動(dòng)刀架并緩慢移動(dòng)刀尖，使其靠近千分表觸點(diǎn)。當(dāng)?shù)都庠趜軸方向接觸千分表時(shí)，觀察千分表指針。當(dāng)指針指向預(yù)調(diào)位置時(shí)，讀出千分表上顯示的z軸方向值，加工后輸入相應(yīng)的刀具偏差寄存器。當(dāng)切割器裝置的接觸被設(shè)置為零時(shí)，遠(yuǎn)離爪面的長(zhǎng)度(142mm)與坯料的實(shí)際長(zhǎng)度之間存在差異。偏移寄存器中的值就是差值。如果坯料需要延長(zhǎng)60mm，差值為142-60=82(mm)。然后在z軸方向輸入82mm到偏差寄存器中，并按顯示屏上的測(cè)量鍵保存z軸方向偏差值。這種差異，也顯示在數(shù)控車(chē)床的顯示屏上，可以直接讀取。
對(duì)刀裝置的使用方法
數(shù)控車(chē)削加工與普通車(chē)削加工的區(qū)別：普通車(chē)床加工零件，操作者通過(guò)量具和機(jī)床手輪相互配合，建立刀具與工件位置的關(guān)系，當(dāng)?shù)毒呶恢貌淮_定時(shí)，操作者可以隨時(shí)調(diào)整時(shí)間;在數(shù)控加工過(guò)程中，工件是一次性?shī)A緊的，一般是多刀位的連續(xù)加工，因此確定刀位與工件加工位置的關(guān)系就顯得尤為重要，這就是刀具的加工過(guò)程。刀具操作是獲取刀具X軸和Z軸的偏置補(bǔ)償值，直接影響零件的加工精度。
X軸方向?qū)Φ对硗希都饨佑|X軸上的千分表觸點(diǎn)，觀察千分表讀數(shù)。直到指針指向預(yù)調(diào)試位置，直接在刀具偏置寄存器中輸入X軸方向54mm，按顯示器上的測(cè)量鍵，輸入并保存X軸方向偏置值。
對(duì)刀儀的應(yīng)用效果和范圍
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置能夠滿足傳統(tǒng)刀具的安全性和精度要求。安全適用，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
該刀具副還可作為數(shù)控車(chē)床的刀架，用于檢測(cè)重復(fù)定位精度和反向間隙精度。目前，通常采用磁表架和百分表來(lái)檢測(cè)上述精度。這種方法可能會(huì)由于臺(tái)座缺少磁力或臺(tái)座松動(dòng)而導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)誤差。此外，檢測(cè)到X方向后，應(yīng)再次調(diào)整桌座和桌桿的位置和方向，以便檢測(cè)到Z方向。工藝比較復(fù)雜，安裝在卡盤(pán)上的切刀裝置可以避免上述問(wèn)題，而且可以方便快捷地完成。
結(jié)論
針對(duì)數(shù)控機(jī)床傳統(tǒng)的對(duì)刀問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單可靠的對(duì)刀儀。給出了該裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了其應(yīng)用原理和方法。在不同的數(shù)控機(jī)床上用刀具對(duì)裝置進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，企業(yè)的反饋效果表明，刀具對(duì)裝置在刀具對(duì)精度和刀具對(duì)效率方面比傳統(tǒng)的試切方法有更大的優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型還可用于檢測(cè)車(chē)床刀架的重復(fù)定位精度和反向間隙精度，簡(jiǎn)單、高效、安全、經(jīng)濟(jì)。
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