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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。3 z7 j4 m H4 I5 |; `( N6 ^: l7 w1 B
图1 零件简图 1 编程放余量法 & H! R6 a" n1 n' s) f: y
( N" F7 J+ d; H8 ~, Y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。 6 u4 ~9 F7 |, t6 H$ m8 O+ z }
5 A7 i- y/ ? T! J: L2 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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8 t: x: n# G7 ^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)。8 P. d6 E2 x) C. H5 J1 B
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。
4 ?1 x8 l4 B# @6 P+ I. @' C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。 , s4 _- V% w+ Q( w. ~4 o* H" ^
; A5 \) o" i) _/ f2 G; o2 |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。 0 ^6 q' L* | Z
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3 使用宏程序 9 l, t- L& C! ^" o1 y0 j+ P2 ^
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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。 / c+ U( O, G# f
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#100———圆弧Z方向起点； : I) h$ n% L! }9 p) w" z: X3 |$ r
#101———圆直径； ) m, P9 @% H# k3 c0 o
R———球半径。
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1) 残余面积的产生 1 f' V2 z C2 K$ ?) a2 f: Z' b" }
: g( @6 S, K4 m& C在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。
" w- M0 |8 v! D+ F1 N如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。1 _4 z0 O, V9 H* [9 \+ w: k
图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
1 R" a" o+ T3 eN100 G01 G42 XP1 ZP1 ( D5 ^9 m1 d6 b8 d" n# \* N7 H& D# z
N110 G01 XP2 ZP2 8 A. Z3 ^: N5 n0 o
N120 G03 XP3 ZP3 Rr
/ d$ I6 R, X% D5 B# G3 F5 K' ]N130 G01 XP4 ZP4 * l/ O _6 B2 v9 @0 I$ h: E) ~
+ L+ c9 F: ?7 @! {. _; G2) 残余面积的消除
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/ I3 z* [! }, K6 Q6 M5 @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。2 j# {2 z, _ d$ c" t
图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 2 o: p5 ]1 F5 \ K
N100 G01 G42 XP1 ZP1 7 ]5 {6 w4 S$ H( c/ n5 ~5 q
N110 G01 XP2 ZP2
7 X! @" W% U8 ? q/ j$ L+ cN120 G03 XP3 ZP3 Rr
& c6 E+ z' d: a3 S* Y8 _4 @+ M# TN130 G01 G40 XP4 ZP4
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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。 a, r! R9 m' C% p( e
" n+ M9 M1 b( Y0 P( c4 结语 - ~9 t4 X0 b4 D& D% b* F8 S
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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。2 |: l) q. G7 I4 V, Y
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发表于 2010-8-28 15:26:07