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圆球车削公差控制与刀补运用
作者:上海电机学院 刘镝时
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车床/数控车床展厅
数控车床, 普通车床, 立式车床, 卧式车床, 车削中心, ...
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。

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。

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图1 零件简图

1 编程放余量法

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。

2 刀补法

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。

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)。

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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。

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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。

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。

3 使用宏程序

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。

#100———圆弧Z方向起点;
#101———圆直径;
R———球半径。

1) 残余面积的产生

在使用刀具补偿编程时,如稍有疏忽,便会产生残余面积。
如车削图4的工件,按下面方法编程,就会产生残余面积。

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图4 有残余面积的工件

N90 G00 G40 XP0 ZP0
N100 G01 G42 XP1 ZP1
N110 G01 XP2 ZP2
N120 G03 XP3 ZP3 Rr
N130 G01 XP4 ZP4

2) 残余面积的消除

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。

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图5 无残余面积的工件

N90 G00 G40 XP0 ZP0
N100 G01 G42 XP1 ZP1
N110 G01 XP2 ZP2
N120 G03 XP3 ZP3 Rr
N130 G01 G40 XP4 ZP4

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。

4 结语

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。 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/30/2007)
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