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技術(shù)文章
刀尖圓弧對(duì)數(shù)控車床加工中的影響
閱讀：4409 發(fā)布時(shí)間：2013-9-12
在數(shù)控車床使用過程中，為了降低被加工工件表面的粗糙度，減緩刀具磨損，提高刀具壽命，通常將車刀刀尖刃磨成圓弧形，圓弧半徑一般在0.4～1.6mm之間。使用有刀尖半徑補(bǔ)償功能（G41、G42）的數(shù)控車床，只要在加工程序中直接按工件尺寸編程，就不會(huì)因?yàn)榈都鈭A弧引起加工誤差；而無此功能的數(shù)控車床，加工中就會(huì)受到刀尖圓弧的影響，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成工件超差報(bào)廢。現(xiàn)就圖1所示工件中SR10-0.04球面的加工來討論這個(gè)問題。
加工誤差分析
4在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的使用中，我們通常采用試切法對(duì)刀，這樣，加工程序所描述的刀位點(diǎn)是P點(diǎn)（圖2），而實(shí)際參加切削的是刀尖圓?。ù颂幍都鈭A弧半徑為0.4mm）而并非P點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)P點(diǎn)實(shí)際不存在。所以，加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡與實(shí)際加工輪廓之間存在不同程度的誤差。但在車削外圓、內(nèi)孔及端面時(shí)，這個(gè)誤差為零。而在加工弧面和錐面時(shí)，這個(gè)誤差就很明顯。SR10-0.04球面的加工誤差分析見圖2。圖中，M線為加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡，即工件的理想尺寸，而實(shí)際加工后的輪廓是N線，陰影就是少切削的實(shí)體部分，即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“元素屬性查詢”功能，查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧，zui大誤差約為0.17mm，如果這個(gè)誤差在公差范圍內(nèi)，我們可以忽略它，否則我們就要采取措施去消除它。
誤差的消除方法-
方法1：改變編程尺寸
編程時(shí)，調(diào)整刀尖的軌跡，使得圓弧形刀尖實(shí)際加工輪廓與理想輪廓相符。方法2：以刀尖圓弧中心為刀位點(diǎn)編程步驟如下：繪制工件草圖→以刀尖圓弧半徑r和工件尺寸為依據(jù)繪制刀尖圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡→計(jì)算圓弧中心軌跡特征點(diǎn)→編程。在這個(gè)過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點(diǎn)計(jì)算略顯麻煩，切割機(jī)如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點(diǎn)的坐標(biāo)查詢功能來完成此項(xiàng)工作，則顯得十分方便。另外，采用這種方法加工時(shí)，操作者要注意以下兩點(diǎn)：1）檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的r值是否與程序中的r值相符；2）對(duì)刀時(shí)，要把r值考慮進(jìn)去，即：如果對(duì)刀得到的刀補(bǔ)值為x（X軸）和y（Z軸），則實(shí)際應(yīng)該輸入的刀補(bǔ)值為x-2r和y-r。
加工誤差分析
4在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的使用中，我們通常采用試切法對(duì)刀，這樣，加工程序所描述的刀位點(diǎn)是P點(diǎn)（圖2），而實(shí)際參加切削的是刀尖圓?。ù颂幍都鈭A弧半徑為0.4mm）而并非P點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)P點(diǎn)實(shí)際不存在。所以，加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡與實(shí)際加工輪廓之間存在不同程度的誤差。但在車削外圓、內(nèi)孔及端面時(shí)，這個(gè)誤差為零。而在加工弧面和錐面時(shí)，這個(gè)誤差就很明顯。SR10-0.04球面的加工誤差分析見圖2。圖中，M線為加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡，即工件的理想尺寸，而實(shí)際加工后的輪廓是N線，陰影就是少切削的實(shí)體部分，即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“元素屬性查詢”功能，查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧，zui大誤差約為0.17mm，如果這個(gè)誤差在公差范圍內(nèi)，我們可以忽略它，否則我們就要采取措施去消除它。
誤差的消除方法-
方法1：改變編程尺寸
編程時(shí)，調(diào)整刀尖的軌跡，使得圓弧形刀尖實(shí)際加工輪廓與理想輪廓相符。方法2：以刀尖圓弧中心為刀位點(diǎn)編程步驟如下：繪制工件草圖→以刀尖圓弧半徑r和工件尺寸為依據(jù)繪制刀尖圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡→計(jì)算圓弧中心軌跡特征點(diǎn)→編程。在這個(gè)過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點(diǎn)計(jì)算略顯麻煩，切割機(jī)如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點(diǎn)的坐標(biāo)查詢功能來完成此項(xiàng)工作，則顯得十分方便。另外，采用這種方法加工時(shí)，操作者要注意以下兩點(diǎn)：1）檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的r值是否與程序中的r值相符；2）對(duì)刀時(shí)，要把r值考慮進(jìn)去，即：如果對(duì)刀得到的刀補(bǔ)值為x（X軸）和y（Z軸），則實(shí)際應(yīng)該輸入的刀補(bǔ)值為x-2r和y-r。