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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。
, ]! ]% l8 @ u/ O图1 零件简图 1 编程放余量法 3 C: `( ^$ j# ]) S& l
8 W9 v2 O: C' X% A; \% ]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 U8 R. Z) G! q6 h1 [5 x
) }& ]1 Z; a* f& ]2 Y) K+ `3 N: ~" G2 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。 ) l9 c O& B D/ v$ F5 b
* G. E! O& I! R( E
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)。& L! Z. S7 V/ Y, @8 n* Z
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。) B" ]' Z( D K/ r7 W- t" N, |' ~
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。 " U6 J4 c$ e+ {7 ]$ Z8 q
2 x' n# T* H, e3 ~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。 + g( [/ R7 Y! H, |; ?
: S( j; ^ V' l3 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。
( F, R* |+ s) x$ S {. b
- O7 Q! h8 u# Z. }& ?5 _7 E& b#100———圆弧Z方向起点； : ?# G8 O8 z( z; K9 f
#101———圆直径；
0 k' T: t& s$ {3 C! w! H! rR———球半径。 : n( n4 p6 |+ Y+ k* ], [. @
) `3 ^* r" o: K6 G1) 残余面积的产生 ' ^. R0 H. K" T2 o; j* L
2 ]4 {' F1 W' L p1 R- y, J1 A在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。
1 @+ H' ]* s6 H( R1 ^如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。8 I, ^2 c8 J6 {& t$ }) R( t+ H0 ?
图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
, Q+ Q/ n( D: M3 V8 }$ `2 S7 O# E. cN100 G01 G42 XP1 ZP1 ! F" c! p" g. s5 M( r
N110 G01 XP2 ZP2
9 \% R1 k- a$ ~( A! n3 o$ CN120 G03 XP3 ZP3 Rr
5 R9 O5 P1 a" @2 j" u) qN130 G01 XP4 ZP4
" K* _( a2 @3 E/ o
8 [& h Z! x1 @' u1 U3 `" M2) 残余面积的消除
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% |# k1 T' x+ {4 `: B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。1 `2 L! l2 }6 c% d
图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 % Y, Z. f8 w ], q, V, i
N100 G01 G42 XP1 ZP1
9 W, \! W; k: K! c3 S* f. MN110 G01 XP2 ZP2 - t7 Y$ r' Q% x# n
N120 G03 XP3 ZP3 Rr
- k9 G9 u; \: ZN130 G01 G40 XP4 ZP4
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9 O* Z/ S3 g9 i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。 : J0 t' t' H* V
* d ~4 a: N$ O
4 结语
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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 \4 l0 w) S2 \2 Y, y! H
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发表于 2010-8-28 15:26:07