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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。 - | @9 I* o$ S8 |
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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。
# c( B8 d+ e( G/ x图1 零件简图 1 编程放余量法
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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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$ `" u2 E# L" P( o, P Y3 z' V2 刀补法
( ?' Z) T8 g# X0 S' T7 [9 N5 o1 S, k
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。 - c$ s- f7 ]& Y; X
8 Y' _0 Z: ]* r1 J1 q/ v( ^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)。
- Z L+ d+ l' {, c! r J* [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。( [: Q8 ]3 l! L2 ?$ Y& J% E- g
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。
R' A1 j- q' d+ X6 ]. L/ I" ?6 S# r& T; h( R3 R
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 6 b- A1 e$ W9 u$ N. g+ ~! V
, y6 E( K: V. x% f0 A D- |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。 5 z h+ m$ U4 ?; b! l
1 C# l: Z) q! Z h" s
#100———圆弧Z方向起点；
0 j/ ~/ H2 G: a: e9 h# D9 {/ z5 Z' y, M- b#101———圆直径； $ \ \/ z8 }! ?- U% P1 s
R———球半径。
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1) 残余面积的产生 3 F @4 D. ~. C x( Z+ ]/ v
6 D, @ l3 z9 t& X3 ~在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。
8 V$ s7 J. p: R0 b l; l如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。
/ W" y" n6 K4 V; U! ~. |/ W图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 - m/ e7 e/ T- J2 i5 q6 M
N100 G01 G42 XP1 ZP1
4 Z6 A# {$ f7 _; gN110 G01 XP2 ZP2
1 m$ Z- Z2 e- P# {9 aN120 G03 XP3 ZP3 Rr
, P6 N6 r* j3 ^) H" QN130 G01 XP4 ZP4
: a" ?& ~& |" A! [. `9 C+ q8 o+ F; z; T" r
2) 残余面积的消除
5 J9 J8 c' O- N, r( T6 q& ]* v4 s7 R5 b M3 \3 \4 ~ t" p% v
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。
! V2 d) w! X6 @$ w+ G8 O9 a! g* j8 }3 X$ ^图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
/ D0 B$ `0 c6 H9 J5 ]# f3 G L( mN100 G01 G42 XP1 ZP1
# j7 f0 L. L' z; MN110 G01 XP2 ZP2
4 P, @' w/ E0 M5 XN120 G03 XP3 ZP3 Rr
! q6 N( b: u" x7 v, oN130 G01 G40 XP4 ZP4
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H7 i0 p8 X! S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。
& ]& P2 \7 X/ M7 g! G: O- e6 N1 g3 e
4 结语 ! N/ f+ k" B$ r, Q! u
/ ~' _3 N: D& J8 K' l& f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 r. a7 Q2 e2 p1 g- i, Z- k. f
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发表于 2010-8-28 15:26:07