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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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( @# t. [4 y+ @9 Q: X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。1 M" K3 c" ?3 o
图1 零件简图 1 编程放余量法
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7 e2 r! A( m# y+ p K. F, f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。 / m6 n' |" K, X
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2 刀补法
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0 L) o- V2 K) C' E; h+ J5 h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。 & ~! D# f0 I& O5 k |, ~) V
$ N* M9 d* R6 B4 E5 i' j, n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)。6 _" N) G. F$ B0 Z3 K
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。
, G/ h! v y" F/ j0 k) s1 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。 # f/ i- F- M' a: E: h/ r! l
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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。 ) p: l7 k, i& u3 |, m
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3 使用宏程序 / V3 b/ M. a$ S3 k0 Y( X" _
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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。 * I# ^8 g! Z$ d& |2 x6 z
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#100———圆弧Z方向起点；
" ~5 S2 b$ X+ k6 u6 Q+ O" V#101———圆直径；
/ i$ W6 F# m% n. P4 T' [' ^ {R———球半径。
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1) 残余面积的产生 - _7 ~' y- \; n1 c; D
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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。
! I& P% Y$ H! |& A- w3 f/ j如车削图4的工件，按下面方法编程，就会产生残余面积。
. U6 w5 c. ^7 v+ X, a图4 有残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0 " h0 i& U# s* D4 Y# y* n5 s5 r4 f4 j
N100 G01 G42 XP1 ZP1
* m" j6 K3 T" d; w( h. @, M6 I4 h% qN110 G01 XP2 ZP2 ( J$ p+ u7 l3 t! w' y
N120 G03 XP3 ZP3 Rr
Q% q( G; c# x$ gN130 G01 XP4 ZP4 j$ K- X8 l, p( z" e' \, t0 u3 a; i$ y
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2) 残余面积的消除 ) y9 Y2 ~% m9 u8 [
& C+ E. W5 K5 B* Q: }0 k
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。
3 m" z$ \2 B# M; ?7 Y( w图5 无残余面积的工件 N90 G00 G40 XP0 ZP0
6 d3 P! k4 W* w+ J9 K, yN100 G01 G42 XP1 ZP1 5 F0 x/ z3 p% H* D; j
N110 G01 XP2 ZP2
5 a% e0 J* B/ R4 m& \& I; FN120 G03 XP3 ZP3 Rr
* B0 w1 S& I1 D4 H7 kN130 G01 G40 XP4 ZP4 & w5 ~! d* t% ]1 \! C
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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。 6 h0 G9 S( d# K( g- u2 v' B
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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。
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发表于 2010-8-28 15:26:07