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摘要：车削圆球时，刀具R的正确性，对刀的精确度，机床运动精度都将影响球面的几何精度。为了较好地控制球的圆度，在半精加工时，即未加工到最终尺寸时，应测量球的圆度，以便调整。这就要求加工余量均匀，刀具轨迹为同心圆，阐述了对车削圆球时公差控制、刀补应用提出几种方法。
) ~1 y, z+ K* g% g. |' [- Q
' m5 G" [9 u, _0 O% _* z0 L. W加工图1所示零件时，由于R0.4较小，无法使用R车刀一刀车出球面，须使用左右偏刀分两刀接出球面。加工该球面用右偏刀时刀尖方位为3，用左偏刀时刀尖方位为4。加工余量可由编程留，也可由刀补X、Z方向留。刀具R的正确性，对刀的精确度，机床运动精度都将影响球面的几何精度。为了较好地控制球的圆度，在半精加工时，即未加工到最终尺寸时，应测量球的圆度，以便调整。这就要求加工余量均匀，刀具轨迹为同心圆。下面就几种放余量的方法进行讨论。
9 q8 Y" z w, D4 O1 K8 K e* p图1 零件简图 1 编程放余量法
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. j0 F( J" w' t. x1 {* ?编程放余量能正确得到同心圆。通过测量与最终圆同心的圆，判别球的圆度，及时调整左右偏刀的相对位置。使用这种方法放余量，每个不同的同心圆就要编一个程序，对于机床操作来说，不太方便。
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2 刀补法
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像铣床一样通过刀补来调整加工余量。这时要特别注意，当刀尖方位不为0及9时，改变刀补值R时，实际得到的并不是一系列同心圆，也就无法通过测量有余量的同心圆圆度。只有当刀尖方位设为0或9时，改变刀补R的大小，车刀实际的轨迹为同心圆，我们可以测量一系列的同心圆。通过调整两把刀的位置，编程轨迹来调整最终零件的尺寸及圆度。
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7 F9 V$ j3 A1 J0 M5 C; L如图2(a)，当刀尖方位为3时，假想刀尖如图，对刀时X、Z方向分别以A、B面为基准，不必考虑刀具R圆心位置。不同刀尖R1、R2时对刀几何尺寸相同。当刀补R值为R1时，实际以R1与编程轨迹相切包络。若刀补R值为R2时，实际轨迹如图形成过切，如图2(b)。
& ]" W# _$ w# R! }图2 加工轨迹 若刀尖方位设为0、9时，则机床将刀具视为一圆。这时的假想刀尖在圆心，对刀时应将对刀点算至刀尖圆心。如果刀具的实际圆角为R1，刀补R设为R2时，刀具轨迹为R2与编程轨迹相切包络，由于R2与R1同心，所以实际加工出的零件是由R1形成的包络线，与编程轨迹同心如图3。
9 J& M1 S0 A8 o' g2 u" F" ~图3 轨迹比较 加工图1圆球时，半精加工时，刀矢方位设为0或9，实际刀尖圆弧为R0.4mm，设定刀补R值为1mm，加工后测量圆球。测量圆度及直径，通过调整左右偏刀补X、Z值，刀补的R值，还可以调整编程程序中的R值来完成球的加工。
1 J; t2 v( M$ g+ `1 R: p+ N# S. e$ ~0 `
如圆度X、Z方向不等，可调整其中一刀Z方向的刀补。如果在45°方向有误差，可能由机床引起，除注意机床的间隙补偿外，可改变程序来调整。如果尺寸不到，可调整刀补R值。
& O2 p) {; k" T5 P3 j3 n$ S2 x) e1 E8 ]0 y
3 使用宏程序
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要使刀具轨迹形成一组同心圆，还可用宏程序编程。将圆球R设为变量，通过给变量赋不同的值，形成一组同心圆。
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#100———圆弧Z方向起点；
+ b9 {. S/ Y8 o y5 G8 a#101———圆直径；
1 E. f0 f L' e; `& IR———球半径。
) U) e5 M! u! E
! s4 y r0 v# h$ ]1) 残余面积的产生 , B. \& \) Q# z5 e: i* [
- d. D9 v1 U6 z& ^$ v在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。 , N1 |8 P0 T8 a$ v
如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。
9 ]$ r1 `& ~6 q* G6 _图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 ! h. `& o1 \# { A9 B, B% |! D
N100 G01 G42 XP1 ZP1
& C2 I2 f- s' O5 m# xN110 G01 XP2 ZP2
6 Q; r9 K* a: {# g( ]6 jN120 G03 XP3 ZP3 Rr
: V2 o1 i! F8 B3 R& ^' p3 pN130 G01 XP4 ZP4 9 T- [4 g5 |, _* \' v6 ?
& H1 h# H: Y0 _+ d
2) 残余面积的消除 % r! E# D- F7 |8 o4 Q% i
3 k% g, y* G% s以上编程，按刀具运动轨迹，在P3点转角处产生了残余面积。如果采用下面方法编程，就可消除残余面积，如图5。
4 J# K5 L, d- P! ]8 Y& o) ]图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 $ n) L; o* ]0 B$ d2 M7 j1 N
N100 G01 G42 XP1 ZP1 ' E# N; Q- G& k3 x+ w" S
N110 G01 XP2 ZP2 4 r8 j: A" d u. ]- S( i0 C0 t
N120 G03 XP3 ZP3 Rr 2 B' g& k( u9 a. B3 p9 A
N130 G01 G40 XP4 ZP4 1 y; |8 P3 A+ A6 ?3 m" N
5 p$ b' s7 `& b3 f6 V
因刀具补偿G42执行至N120 P3点，接着撤消刀具补偿，P3点仍是按与刀尖,圆弧相切原则进行车削，因此不产生残余面积。N130程序按刀尖轨迹移动。 0 H5 g3 E* E& K/ ~2 }2 X4 f; L) e" R
' @9 U, `2 f% G& m3 c. I4 结语
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B9 E, m* V( }+ D0 j总之，在车削圆球时，应注意刀补建立与撤消，由于机床及刀具位置引起的误差，可通过在车削同心圆的过程中边测量边修正。应用宏程序编程可使操作简便灵活，但需掌握宏程序编程方法。利用刀尖方位0、9及增加刀补的方法能较简便的实现放同心圆余量。
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发表于 2010-8-28 15:26:07