哈斯数控机床刀具及夹具的设置与管理

哈斯数控机床刀具及夹具的设置与管理第一部分：工件夹具首先应注意：在将任何类型的工件夹具放置在机床工作台上之前，应确保工作台清洁，没有任何切屑或者其他碎屑。夹具与机床之间的切屑以及其他碎屑对二者都会造成损坏。卡在夹具与工作台之间的金属屑可能导致夹具摇晃，所加工的部件也会产生较大误差。同时应确保工作台上安装的所有装置保持清洁。必须使用镗磨油石打磨定位表面。由此可确保定位表面不会存在任何可能损坏工作台的毛刺、勾缝。如果预备将工件夹具保留在工作台上，应涂抹少量防锈油或者WD-40®，避免工作台和工件夹具生锈、腐蚀。在设置哈斯CNC铣床时首先需要确定如何在机床上固定工件。铣削加工操作中有三种基本类型的工件夹具：台钳、夹钳以及卡盘。在机床上固定工件的最常用方法为铣床台钳。为了精确加工，在设置台钳时必须使夹紧表面平行于X或Y轴。该操作可通过指示器实现。按照下面的简单程序可快速、轻松测量铣床台钳。1.在工作台上安装铣床台钳，将T形螺母以及螺栓放置到位。2.紧固台钳右侧的螺栓，只需稍稍拧紧左侧的螺栓。3.将磁性底座放在Z轴头部底端的任意位置。为了确保显示读数精确，磁性底座应安装在头部的坚固部位。缓进机床轴，使指示器头部到达台钳右侧，位于希望测量的夹紧表面上。查看指示器的头部，使其表盘显示读数，并设置零位。4.在整个夹紧表面上缓缓移动指示器，在台钳左侧停止。确定台钳需要移动的方向，轻敲台钳直至指示器返回零点。注：右侧螺栓紧固，台钳将围绕该点旋转。使指示器慢慢返回台钳右侧，复位零点。慢慢返回左侧，轻敲台钳，直至指示器显示零点。现在应已非常接近平行位置。重复上述步骤，直至指示器在整个表面保持零点。5.在整个台钳卡爪上显示均匀读数后，首先紧固左侧螺栓，然后紧固右侧螺栓。最后在整个表面移动指示器，确保仍然平行于机床行程。提示：使用软锤或香槟锤将夹具或台钳轻敲到位。使用球形斧锤或其他硬质物体可能损坏夹具。确保在铣床台钳中定位工件时，将工件放在台钳中央。不应将工件的大部份悬挂在台钳侧面。这会导致移动卡爪扭曲工件，从而大大降低夹紧力。如果您试图在悬挂工件中钻孔，Z轴推力可能导致工件的钻孔点下压，而工件的另一侧上抬。如果需要在台钳中的工件上钻通孔，请使用阶梯形卡爪。阶梯形卡爪可悬空固定工件，并离开台钳底部。由此可在工件下方留出间隙，以免在钻通孔时钻入台钳。如果只有硬质钢卡爪，没有阶梯形卡爪，可在台钳中使用一组平行杆，固定工件，使其离开台钳底部。必须检验平行杆是否为相同尺寸，以确保工件设置平稳。提示：大多数高精度铣床台钳都在定位表面上配有键槽及键。由于所有哈斯铣床都配有高精度T形槽，与X轴对正，因此可使用台钳上的键在T形槽内定位台钳。由此可确保台钳垂直于工作台。如果您的台钳没有配置键，则可使用台钳底板（在底部配有键或合销），以便定位T形槽。在顶部，可加工一系列孔，以便将底板连接在机床工作台上，螺纹孔可用于将台钳连接在底板上。在T形槽内定位底板，并用螺栓固定在工作台上。在底板上安装台钳，按照上述方法检查平行度。现在，每次使用台钳时，只需在T形槽内定位底板，使用螺栓固定即可。在高精度加工中，仍然必须检查平行度，并进行少量调整。在使用夹钳通过向下压力固定部件时，必须确保夹钳降低以接触部件，返回时升高。大多数下压夹钳使用螺旋千斤顶或者与夹钳上的锯齿啮合的锯齿块，来支撑夹钳末端，即与接触部件相对的一端。夹钳的锯齿端必须高于夹钳接触端。否则，夹钳将接触部件的边缘，而非顶部。这会大大降低用于固定部件的夹紧力，并可能在部件顶部表面与侧面结合处造成凹陷。如果使用螺旋千斤顶式的夹钳，应确保螺旋千斤顶没有直接靠在铣床工作台上。必须使用较厚的垫片或者其他材料保护铣床工作台。提示：在生产中使用夹钳时，应定期检查螺旋千斤顶调整情况，以确保夹钳螺旋千斤顶一端高于接触端。在任何情况下，固定螺栓应尽可能靠近被夹紧的工件，以便传递最大夹紧压力。在需要夹紧圆柱表面时，使用安装在机床工作台上的3爪卡盘可能最为适合。提示：如果已经完成圆柱表面的加工，应在卡盘上安装一套软卡爪。使用端铣刀加工卡爪，直至达到希望夹紧的表面的准确直径。应记住在加工卡爪时，必须夹紧卡盘。最好使用一块棒料或六角螺母－只要保证卡爪紧固，并给刀具留有空间，以便切削至所需深度。如果您正在加工铣床台钳上的软卡爪也可如此操作。台钳必须在执行任何加工操作之前夹紧。第二部分：设置偏置在许多场合下，CNC程序员都在程序中将Z轴零点设置在原料的顶部。但通常原料表面并不平坦，而且并不完全平行于任何轴。提示：如果你需要从原料顶部设置刀具长度偏移，而且需要获得精确的刀具长度值，应在原料上轻轻过刀。这样就可从平坦、清洁的表面测量刀具。您也可从用于固定部件的夹具开始设置刀具长度偏移，然后逐渐增加Z轴工件坐标偏移值，直至正值，并等于部件厚度为止。在设置刀具长度偏移时，朝Z轴零点向下缓进刀具。在接近时，在刀具和工件之间插入一张纸。小心向下移动刀具直至部件顶部－尽可能靠近，但纸张仍可移动。在手轮缓进模式中切换至最小增量。在逐渐向下缓慢移动的过程中来回抽纸。您将开始感受到纸张上的拉力。按下OFSET按键，然后按下PAGEUP，直至到达对应设置刀具的CLNT(LENGTH)(RADIUS)页面。将光标置于GEOMETRY栏，然后向下移至正在设置的刀具编号。按下TOOLOFSETMESUR。控制设备将读取屏幕底部记录的Z轴绝对机床位置，并将其作为对应刀具编号的刀具长度输入。提示：在设置TLO(刀具长度偏移)时，如果按下TOOLOFSETMESUR按钮是按下状态，应记录Z轴的绝对机床位置。否则，控制设备中的设置64应关闭。在设置工件坐标偏移时，您必须准确的定位X轴与Y轴零点。记住，您正在测量的是主轴中心线与工件上或者夹具上的某个位置。如果测量的是工件或者夹具的边缘，那么最常用的工具是边缘探测器。边缘探测器由两个同心圆筒构成，用弹簧连接在一起。在使用时，将边缘探测器放置在套爪卡盘内，稍稍偏移两半，以便在旋转时产生摆动。然后将部件缓缓推入边缘探测器的摆动端。边缘探测器将向上对中，然后突然失去同心度。此时，沿着Z轴正向缓缓移动边缘探测器，升高至工件上方。现在，缓进正在定位的轴，移动距离等于边缘探测器的半径。确保您正处于标有WORKZEROOFFSET的页面中，且光标位于GCODE(G54,等等)栏的正确行上。使光标跨过正确的轴，按下PARTZEROSET按钮，并确认输入正确的栏。提示：如果您正在从工件设置TLO，只需要设置X和Y轴的工件坐标偏移。Z轴工件坐标偏移可通过刀具长度偏移补偿。提示：在使用边缘探测器时，1000-1500rpm的主轴转速比较适合。如果你需要找到某个孔或圆形部件的中心线，Indicol是一种很有用的工具。这是一种千分表的固定装置。配有C形夹，可将Indicol连接至机床主轴中的刀架。Indicol还有两个或三个可调节臂，以及末端的一个夹钳，用于固定千分表。可调节臂可用于定位指示器，使旋转直径与孔径相同。为了找到孔的中心线，将指示器头部定位在孔上方，然后手动旋转刀架。可检查指示器头部的旋转直径是否与孔径大致相同，确定当前位置的偏心度。调节X和Y轴，在将指示器向下移入孔中之前，尽可能靠近。一旦靠近，缓缓下降Z轴，使指示器头部进入孔中，调节臂，使指示器显示读数。旋转指示器，使其接触四个象限中某个象限的表面(X+,X-,Y+,或者Y-)。现在，设置指示器零点，并旋转180度。指示器的移动距离是轴的调整距离的二倍。如果您的指示器在负向上移动0.016，则轴在正向上的缓进距离为0.008。现在，指示器旋转90度，然后复位零点。指示器旋转180度，找到其他轴需要调整的距离以及方向。记住，为了找到孔的中心线，指示器移动的距离是轴缓进距离的二倍。对于较小的孔径，这个操作程序比较困难，但非常精确。在每一个轴中，您可找到孔的精确的中心线，误差不超过0.0001英寸。提示：在查找孔以及圆形部件的中心线时，同轴指示器可节省大量时间。该指示器安装在套爪卡盘内，在主轴旋转过程中使用。制造商声称这些指示器可用于高达800rpm的转速，但是50到100rpm范围比较理想；如果主轴转速过高，很难分辨哪一根轴需要调节。固定臂可在主轴旋转过程中使指示器表面保持静止。每一次旋转主轴，指示器表盘都将显示其偏心度。您只需在观察指示器的运动时缓进机床轴即可。即使指示器的偏心度高达0.250英寸也可启动旋转，而且在几秒内即可完成调节，因此节省了时间。第三部分：刀架选择适当的刀架与选择适当的刀具同等重要。对于所有加工场合，应尽可能选择最短的刀架。此外，刀具在刀架中的设置应尽可能增加距离。这样可增加刀架对刀具的夹持力，并减少振动。主轴头部与刀尖的距离越短，整个装置的刚性就越好。在切削时，增加刚性意味着振动更少。哈斯自动化机械公司建议转速高达10,000rpm或者更高的刀架的平衡应符合G2.5或者更高要求（在最高转速下）。您可使用预平衡的刀架，但在刀架中安装刀具时应再次平衡。刀架中的刀具应被提供充分的支撑，只有少部分没有支撑提示：平衡刀架只会改善加工状况。可延长主轴以及刀具的使用寿命，还可改善部件表面质量以及尺寸精度。如果安装刀具的刀架平衡不符合G2.5规范要求，可能产生较差的工件表面质量，并损坏主轴。提示：如果要求主轴转速超过10,000rpm，而且必须平衡刀架，那么不应使用配有固定螺丝的端铣刀架。由于固定螺丝产生单向夹紧力，因此端铣刀架无法使刀具正常运转（与主轴同心）。最适合高速应用的刀架为收缩配合刀架，套爪卡盘（配有平衡螺母），以及夹头或者液压夹头。这些刀架可在刀具上产生均匀的夹紧力，因此TIR几乎为零。提示：对于高速加工，圆柄刀具不应带有Weldon平面。Weldon平面会由于重量分布不均匀导致失去平衡。从刀架中延伸出的刀具长度应尽可能短。第四部分：切削刀具在选择切削刀具时，首先应考虑需要执行的操作。这里简单介绍了铣削操作中最常用的基本刀具。钻头钻头用于在工件上加工圆柱形孔。钻孔可以是通孔或者盲孔。盲孔是指没有完全贯穿工件的孔。通常，工程图纸上都会规定某个钻孔需要钻至“外径深度”。这表示孔径必须为规定深度，不考虑钻头的斜角头部。在测量刀具长度偏移时，所测量的是钻头及其头部的长度。那么钻孔的深度应该达到多少才能获得正确的外径深度？您需要知道钻尖的长度。提示：钻尖的长度取决于刀锋角以及钻头直径。钻头直径乘以某个常量即可得到钻尖的长度；常量的值取决于钻尖角度（大多数标准高速钢钻头的钻尖角为118度）。对于钻尖角为：118度135度141度钻头直径乘以：0.30.2070.177使用这些常量可计算钻尖长度，误差只有千分之几英寸。中心钻中心钻是一种小型钻头，配有引导点。用于加工小径孔，孔壁带有锥度。如果孔的位置必须保持较小公差，应首先使用中心钻，然后使用麻花钻光整孔。中心钻孔锥形壁面可保持麻花钻在开始钻入工件时对正。提示：许多机床都使用这种经验方法：如果中心钻孔的直径公差不重要，应尽可能增加钻孔深度。在0.375英寸直径以下，使用标准60度中心钻孔加工的孔径将接近钻孔深度。对于较大的中心钻–0.375英寸或者更大–深度与直径比例更大，因此偏差可能达到0.080至0.100英寸。扩孔钻扩孔钻用于去除钻孔中的少量材料。扩孔钻可使孔径公差达到极小范围，并可获得极高的表面质量。首先应钻孔，在孔壁面保留0.005至0.015英寸余量，然后由扩孔钻清除。提示：在扩孔时，孔的尺寸以及位置精度的最佳状态是按照下列步骤操作：首先钻孔，然后镗孔，最后扩孔。提示：扩孔的余量取决于孔径。一般情况下：对于孔径小于1/2的孔对于孔径大于1/2的孔直径余量低于0.0150直径余量0.030工件材料的类型以及孔的加工方法都会影响加工余量。提示：在使用G85(镗入，镗出)固定循环进出扩孔钻时，可加工出精度最高，最均匀的表面。许多人都试图使用G81(钻孔)固定循环节省时间，该循环将刀送入后，快速退出。其加工速度超过G85，但通常会在孔的圆柱形表面上产生螺旋痕迹。尽管这种痕迹非常轻微，而且不会影响孔的尺寸，但某些客户会因为孔的外观而拒