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考虑轴向切削力的立式加工中心刀具伸出长度测量
作者:常州技术师范学院 刘浏
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刀柄, 刀具管理系统, 成型刀具, 复合刀具, 非标刀具, ...
加工中心加工前,用户必须测出刀具在主轴上的伸出长度及其直径等补偿参数。目前常用的补偿参数测量方法有:试切法、使用电子测头、机械式、光学式对刀仪。试切法已很少采用,电子测头价格昂贵,对刀仪在机外使用,应用较广。用电子测头或对刀仪对刀,均在静态条件下进行。实际切削时,因为切削力及振动的影响,加工后的实际结果与静态对刀数据并不完全一致。当刀具质量可靠,加工过程稳定时,轴向、径向有0.01mm-0.02mm的修正量[1]。需由操作者根据机床与刀具系统的具体情况,凭经验调节。

作者曾针对本单位所购台湾友嘉公司的立式加工中心,设计出一种在机床上对刀的简易对刀装置。在此基础上加以改进,设计出如图所示的对刀仪,考虑到轴线方向切削力的作用,可在一定程度上减少因轴向切削力造成的误差。

使用步骤如下:

1 加工前对刀,先根据加工中心、切削用量、刀具、工件材料,用现有的一些经验公式,大致估算切削力大小。

2 松开螺母,使弹簧只承受测量杆的重量。再根据切削力、弹簧刚度,上紧螺母,压缩弹簧。使弹簧弹力基本等于切削力。

3 将测量装置按图示装好,放在工作台上。千分表6打在量块7(或数块量块叠加)顶端后,将表头置“0”,确定一个测量基准。

4 用千分表打在测量杆3上表面。下降主轴5,使刀具4接触测量杆上表面,并继续压缩弹簧2,使其产生变形,记下读数。此时,螺母9、垫片8应与测量座1脱离接触,刀具承受与切削力基本相同的弹簧弹力。千分表读数所显示的变形或忽略,
予以考虑,视情况而定。

5 移开千分表,升起刀具回原点。

刀具伸出长度=加工中心z轴行程-此时z轴坐标值-量块长度-千分表读数

不考虑加工中心测量装置的误差,不考虑加工中心工作台的制造误差与磨损,采用比较法测量,量块、千分表配合,测量的极限误差为0.03mm。

若加工过程中,切削力变化很大,可以根据不同切削力在切削中的作用情况进行加权平均。在进行重要表面加工时,若切削力相差较大,也可对每一种切削力都进行相应的对刀操作,将所有结果输入数控系统,切削时,分别调用具体的补偿参数。

该对刀仪应根据加工中心规格、刀具、工件、切削用量具体设计。弹簧两端并紧磨平,刚度要适当,应能产生所需的弹力,并且弹力应在其工作范围内。

刀具接触测量杆表面前后,应以0.01mm为单位缓慢进给。为保证套筒与测量杆的相对运动,可采用H6/h5间隙配合。刀具压缩弹簧时,有可能造成测量座与测量杆两轴线偏斜,导致测量杆上表面倾斜,增加测量误差。可对测量杆上表面进行精磨,使其平面度达到3-4级。测量时,千分表在测量杆上表面外圈打一圈,取最小与最大值的平均值为千分表读数。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (2/25/2005)
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