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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。 , a5 U% b# Y# n, y
G0 T- d' O! F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* [' h$ B/ F6 `) ~/ V
图1 零件简图 1 编程放余量法
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3 v. e( ]9 l* [. U7 V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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2 刀补法 8 ?5 g. p3 V2 d: _
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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。 ( z! m7 k5 g- w
' x/ n3 J$ M& P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)。0 |% A# V$ e* J0 a3 H) O
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。+ K5 X8 Y; C2 @. ?) R! q
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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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。 7 a8 g( ~7 u# }9 \4 }$ ]9 {
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3 使用宏程序 h7 X7 o7 x& B7 W
7 O; d+ Z! d8 F/ u! G
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。 4 ]* @- J) g, ?( n) L7 ~
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#100———圆弧Z方向起点； ' x1 \+ c. x% N
#101———圆直径；
+ v+ r9 Z7 d' p1 D3 H" f" `R———球半径。 / y: b4 [& E0 s7 z! |0 R
; `: t9 ^$ C) m2 R+ M$ U' f1) 残余面积的产生
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在使用刀具补偿编程时，如稍有疏忽，便会产生残余面积。 6 i7 @7 G. U& ~- `5 K8 i: u! ~
如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。! A3 |, a- u* l6 M: t
图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 # E5 B- I+ W7 i- R& _; j( ^6 s
N100 G01 G42 XP1 ZP1
! T) \3 F8 i, b: m+ zN110 G01 XP2 ZP2 & V0 o8 ?( D' N
N120 G03 XP3 ZP3 Rr & j c% r6 G3 a! n6 r' i
N130 G01 XP4 ZP4 9 E- ^' U8 r" g6 g
1 j# k6 A" D. s. `4 Y* h( `2) 残余面积的消除 ) L2 l; y2 P& _# E1 a/ x
4 M6 D5 [0 a& G: U2 n4 y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。, r, U1 M. S% u3 M. k8 ~
图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 * C0 K3 P% S7 Z
N100 G01 G42 XP1 ZP1 ; i( a+ Q2 O( j3 B3 P6 O K
N110 G01 XP2 ZP2 / M# N, o" V* }2 l
N120 G03 XP3 ZP3 Rr 2 b& G& N: h7 a( |& h
N130 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。 7 C( T; l2 i \! U. ?! M5 S
) s$ k( `0 m# s7 j; S% q4 结语
' b o2 q5 Z" D/ I) A$ u \4 |% q5 g4 X. R1 X1 [3 Z! z
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。3 k% T8 t: r+ U, _- w3 w ~1 i/ Y
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发表于 2010-8-28 15:26:07