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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。
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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。
$ E ]9 h% C! Q a# T! n图1 零件简图 1 编程放余量法 o+ T* T; x& S+ ^! G
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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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+ V& x( o" n7 N) N" m n$ p2 刀补法 3 m6 Q% {9 }* _6 U$ K6 }
2 b2 b' S7 o8 W0 T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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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)。
; q: ^1 ?7 ^; P( T0 I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。; H+ L4 q# V0 y Y) U, o
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。
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: E: W' u1 a+ [. p1 L$ [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。
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3 使用宏程序 - N) a* B7 B. Z; e9 u$ O. h
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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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5 X& Y; n. y; B#100———圆弧Z方向起点；
) B0 w7 U- g$ ], U9 H#101———圆直径；
! L3 D2 Q d6 L& i2 Z1 T# d- iR———球半径。 * \8 q, s% N6 a3 O% l% n9 @$ C9 [
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1) 残余面积的产生 8 B7 B4 @, \( {5 U) y
- f2 m, k, B; l1 Q z) V. [3 w# p2 d在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。
3 p: Q! h0 O* P' R# {如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。
1 e$ K0 y2 {$ F& Z6 d& }6 G+ z3 j图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
8 w) ^) ~ x0 V& MN100 G01 G42 XP1 ZP1 ; b, t8 f+ g) A1 H% h
N110 G01 XP2 ZP2 7 v- P9 D' Q8 O7 x d2 y, k. ~
N120 G03 XP3 ZP3 Rr . K% L2 g- ^2 i! L0 U0 Y+ K* W) A0 C
N130 G01 XP4 ZP4 , q6 D: ~! R+ K# X2 _0 _
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2) 残余面积的消除 & r j( o( J9 c' ?7 h
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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。5 x) y5 n" M- p% t( j5 _
图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
, X$ `5 y q; g! S5 tN100 G01 G42 XP1 ZP1 0 @" `0 L2 \/ u5 \% n3 `5 H
N110 G01 XP2 ZP2 & N$ H" Z W- V0 h
N120 G03 XP3 ZP3 Rr ) g+ x% k# T4 C# Q8 M7 b6 c2 Z
N130 G01 G40 XP4 ZP4 6 F4 [* W% c( D
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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。
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3 }8 h' }( Q% b+ f4 结语 % ~& T5 \. a2 T8 }
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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。 {9 j% m, r% f
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发表于 2010-8-28 15:26:07