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数控车床撞刀现象及其机理的研究

时间:2020-08-01 10:58:49   作者:未知 点击:0
1 数控车床的撞刀现象及原因
1.1 撞刀的危害
   数控车床的撞刀是指,初学者或学生在操作机床过程中,由于操作不当,造成数控车床的刀具与工件或是夹具发生非正常的接触。由于刀具的移动速度过快,刀具承受的载荷过大,使得刀具发生不同程度的损坏。同时在发生碰撞过程中,夹具也有可能发生损坏,机床的几何精度也受到不同程度的损坏,由于相撞过程中,有可能造成工件或是刀具飞出来,进而伤害到操作者的人身安全,给操作者造成一定的心理压力,严重打击了初学者或是学生的学习积极性。因此,在数控车床实训过程中,实训指导老师要尽一切可能减少初学者或是学生由于操作不当而造成的撞刀的发生。
 
1.2 数控车床撞刀的现象及原因
  数控车床作为回转体加工的主要数控设备,在企业中广泛的应用。一旦出现撞刀现象,不但对数控车床的夹具和主轴回转精度影响较大,而且会危害到操作者的人身安全。由于目前的数控车床都安装有行程限位开关,所以我们可以排除刀具撞刀主轴和尾座的可能,主要是发生的是刀具撞到工件。下面我们就来讨论下几种出现撞刀的情况。
 
1.2.1 手动进给速度过快造成的撞刀
   初学者或是学生在手动移动机床的时候,由于某种原因,将移动的倍率调整到100%的那个键,如图1所示。这样操作者在移动工作台的时候速度就好非常快。当刀具靠近工件时,初学者由于移动速度过快,直接将刀具撞到工件上,引起撞刀
1.2.2 方向判定失误引起的撞刀
  当刀具靠近加工表面,如图2所示的这个状态。初学者或是学生想要把刀具退回去。这个时候很有可能发生撞刀,因为他们没有搞清楚哪个方向为正,哪个方向为负。本来想退出来了,结果方向弄错了,刀具就直接撞到了工件。1.2.3 对刀步骤的错误引起的撞刀
   初学者或是学生在对刀的过程中,经常由于对步骤不够熟练。对刀之前没回零,X轴退出来了才输入工件的直径,刀补输错地方等这些原因都会造成对刀错误。但是学生又不知道自己的对刀是错误的,直接进行加工,结果循环启动一按,撞刀就发生了。
 
1.2.4 退刀方式的错误引起的撞刀
  数控车床在编程过程中经常需要进行退刀。退刀如果没有注意就会发生撞刀。比如当你在用切槽刀切退刀槽的时候,退刀槽加工完之后要进行换刀加工螺纹,这个时候我们需要把工作台移动到安全位置进行换刀。这个时候如果你直接用G00 X100 Z100;进行退刀,就有可能出现撞刀现象,因为退刀的时候刀可能还在槽里面。
 
1.2.5 编程错误引起的撞刀
   在编程过程中,G00和G01的意义是不一样的,加工的时候一定要用G01,如果输错,那撞刀必然会发生,而且在仿真的时候也不会出现报警。如果是坐标输错,由于切削路径不连贯,会出现报警。
 
1.2.6 仿真后没回零引起撞刀
  我们知道数控加工程序编写完之后需要仿真检查一下,来验证编写的程序是不是符合相关要求。但是很多初学者或是学生在仿真之后,以为没问题,立马进行加工。这个时候问题就来了,仿真的时候我们是把机床锁住的,在仿真的时候工件原点和绝对坐标不一致。仿真完之后,要用回零方式来让它们重新一致,否则撞刀就发生了2 防止数控车床撞刀发生的措施
  2.1 通过安全教育来防止撞刀
  目前很多中高职院校都是学生到数控实训中心之后,教师就开始介绍机床面板的熟悉和机床的操作。我们可以通过安全教育来来告诉学生一些防止撞刀的注意事项,让学生在实训中特别注意那些环节。比如说,手动进给的时候,速度不能太快;刀具要退出来的时候,方向如何判断。
 
2.2 设立数控车床安全员
  学生在数控实训的时候,我们进行分组操作,3~4个人一组。选择一个比较细心的,动手能力强的人,作为安全员。这样可以在一定程度上,缓解实训指导教师的工作量,特别是很多职业院校都是实训指导教师师资有限,让1~2个实训指导老师去指导一个班级的实训,压力还是非常大的。安全员负责看好同组其他学生的操作,比如验证同组其他学生对刀是否正确;手动时,进给是否合理;程序仿真时,有无错误;机床锁住后,自动加工前有没回零等。
 
2.3 实训指导教师检查
  通过大量的教学实践,我们发现实训中,最容易发生撞刀的还是在自动加工环节。自动加工环节会撞刀,主要有两个方面引起的,一个是对刀的错误,另外一个是程序编制的错误。因此,学生在加工之前,需要叫实训指导教师过来检查,检查的部分是对刀和程序仿真。 这个环节增加了实训指导教师的很多工作量,对于实训师资有限的一些院校,需要增加一定师资的投入。
 
2.4 通过学生分组讨论
  数控加工实训的时候,一个班级的学生过来,一般都是3~4个学生一组。一般零件图纸发放之后,学生先自己编写程序,然后小组讨论各自的程序是否合理,是否有错误的地方。通过学生的相互讨论,找出其程序错误。
 

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