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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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. G3 |+ J0 {8 F3 e. w4 I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。6 Y$ U2 ~+ G% A- h1 X+ }4 B
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。 + h& R* T. @$ m* E' |: B
$ S, i' F* s1 M% E* J$ d3 Y7 F2 刀补法
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; n* H3 W! Y0 p% W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。 H; |% L, L% g9 u4 {; K: v3 {
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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)。: O g2 z. Y% H# i' ]& 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。2 |& H7 V/ ^$ F1 k
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。 9 S& m& a6 z7 Z2 r: v+ `0 O
! y! B+ J @, g3 o. c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。 5 p) M& t1 L: z0 L
# L& t) r e+ c3 使用宏程序
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. h! f! x; @; _0 J# f8 o1 ^; 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。 " P3 `1 i3 ?7 `
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#100———圆弧Z方向起点；
; P- D/ S# _9 x) T9 l& Q#101———圆直径； 7 K% a- N6 {0 d1 f* S7 C2 I
R———球半径。 , X0 q# N! S4 c! u4 r- ?
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1) 残余面积的产生 9 T# r6 u2 b' G! b* |
. r2 s+ b _8 I8 i6 x* @在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。 5 }) l& {- Y# |9 k. b
如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。# `, d# T( R d) k/ S' P; {' d
图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 4 Q& k2 R6 s; q5 T, N
N100 G01 G42 XP1 ZP1
9 T! g8 {7 ?3 nN110 G01 XP2 ZP2 # a; t3 ^. _$ d @' G
N120 G03 XP3 ZP3 Rr 6 T! Z% q& t8 h- h% s
N130 G01 XP4 ZP4
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" N/ T5 O. t% R! h; N( j+ n2) 残余面积的消除
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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。
7 T4 ^( X# s( H3 `图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 - W" v0 I& f' N$ v" d9 R! o9 z
N100 G01 G42 XP1 ZP1
* L. E9 l8 x8 i1 PN110 G01 XP2 ZP2
& Y; |# j' I# `" i* M% CN120 G03 XP3 ZP3 Rr 7 @! L& p) L' P- \5 M1 W
N130 G01 G40 XP4 ZP4 + _( z8 T: {) R8 s/ i0 D: A4 ]3 v
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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。 + _: Q4 `1 G8 s- N* z8 t6 [* n
0 Y% s N- }7 a4 结语 ; S$ ~* i2 n$ D4 }' q1 ]
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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。1 x9 @8 n8 y$ L! n, x/ z
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发表于 2010-8-28 15:26:07