刀尖圓弧在數(shù)控車床加工中的作用以及影響
在數(shù)控車床使用過程中渡贾,為了降低被加工工件表面的粗糙度仙辟,減緩刀具磨損扰才,提高刀具壽命允懂,通常將車刀刀尖刃磨成圓弧形,圓弧半徑一般在0.4~1.6mm之間衩匣。
使用有刀尖半徑補償功能的數(shù)控車床蕾总,只要在加工程序中直接按工件尺寸編程,就不會因為刀尖圓弧引起加工誤差琅捏;而無此功能的數(shù)控車床生百,加工中就會受到刀尖圓弧的影響,嚴重時柄延,會造成工件超差報廢≈檬蹋現(xiàn)就圖1所示工件中SR10-0.04球面的加工來討論這個問題。
1.加工誤差分析
在經(jīng)濟型數(shù)控車床的使用中拦焚,我們通常采用試切法對刀,這樣颜要,加工程序所描述的刀位點是P點(圖2)荣吻,而實際參加切削的是刀尖圓弧(此處刀尖圓弧半徑為0.4mm)而并非P點量奸,因為這個P點實際不存在押辽。所以,加工程序所描述的P點的軌跡與實際加工輪廓之間存在不同程度的誤差澄璃。但在車削外圓饵忙、內(nèi)孔及端面時,這個誤差為零。而在加工弧面和錐面時岖疲,這個誤差就很明顯咏摔。SR10-0.04球面的加工誤差分析見圖2。圖中极阴,M線為加工程序所描述的P點的軌跡昙百,即工件的理想尺寸,而實際加工后的輪廓是N線碟狞,陰影就是少切削的實體部分啄枕,即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“元素屬性查詢”功能族沃,查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧频祝,最大誤差約為0.17mm,如果這個誤差在公差范圍內(nèi)脆淹,我們可以忽略它常空,否則我們就要采取措施去消除它。
2.誤差的消除方法
方法1:改變編程尺寸
編程時未辆,調(diào)整刀尖的軌跡窟绷,使得圓弧形刀尖實際加工輪廓與理想輪廓相符。以SR10-0.04球面加工為例咐柜,編程時我們只需將精車程序段做如下改動即可:
改變前改變后
…
N100G00X0Z50
N105G03X10Z42R10FO.1
……
N100G00X0Z50
N105G03X10Z42R10.4FO.1
…
方法2:以刀尖圓弧中心為刀位點編程
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)繪制刀尖圓弧運動軌跡→計算圓弧中心軌跡特征點→編程兼蜈。在這個過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點計算略顯麻煩,如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點的坐標查詢功能來完成此項工作拙友,則顯得十分方便为狸。另外,采用這種方法加工時遗契,操作者要注意以下兩點: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值相符臭膊;2)對刀時,要把r值考慮進去膊编,即:如果對刀得到的刀補值為x(X軸)和y(Z軸)栏赋,則實際應該輸入的刀補值為x-2r和y-r。
使用有刀尖半徑補償功能的數(shù)控車床蕾总,只要在加工程序中直接按工件尺寸編程,就不會因為刀尖圓弧引起加工誤差琅捏;而無此功能的數(shù)控車床生百,加工中就會受到刀尖圓弧的影響,嚴重時柄延,會造成工件超差報廢≈檬蹋現(xiàn)就圖1所示工件中SR10-0.04球面的加工來討論這個問題。
1.加工誤差分析
在經(jīng)濟型數(shù)控車床的使用中拦焚,我們通常采用試切法對刀,這樣颜要,加工程序所描述的刀位點是P點(圖2)荣吻,而實際參加切削的是刀尖圓弧(此處刀尖圓弧半徑為0.4mm)而并非P點量奸,因為這個P點實際不存在押辽。所以,加工程序所描述的P點的軌跡與實際加工輪廓之間存在不同程度的誤差澄璃。但在車削外圓饵忙、內(nèi)孔及端面時,這個誤差為零。而在加工弧面和錐面時岖疲,這個誤差就很明顯咏摔。SR10-0.04球面的加工誤差分析見圖2。圖中极阴,M線為加工程序所描述的P點的軌跡昙百,即工件的理想尺寸,而實際加工后的輪廓是N線碟狞,陰影就是少切削的實體部分啄枕,即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“元素屬性查詢”功能族沃,查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧频祝,最大誤差約為0.17mm,如果這個誤差在公差范圍內(nèi)脆淹,我們可以忽略它常空,否則我們就要采取措施去消除它。
2.誤差的消除方法
方法1:改變編程尺寸
編程時未辆,調(diào)整刀尖的軌跡窟绷,使得圓弧形刀尖實際加工輪廓與理想輪廓相符。以SR10-0.04球面加工為例咐柜,編程時我們只需將精車程序段做如下改動即可:
改變前改變后
…
N100G00X0Z50
N105G03X10Z42R10FO.1
……
N100G00X0Z50
N105G03X10Z42R10.4FO.1
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方法2:以刀尖圓弧中心為刀位點編程
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)繪制刀尖圓弧運動軌跡→計算圓弧中心軌跡特征點→編程兼蜈。在這個過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點計算略顯麻煩,如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點的坐標查詢功能來完成此項工作拙友,則顯得十分方便为狸。另外,采用這種方法加工時遗契,操作者要注意以下兩點: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值相符臭膊;2)對刀時,要把r值考慮進去膊编,即:如果對刀得到的刀補值為x(X軸)和y(Z軸)栏赋,則實際應該輸入的刀補值為x-2r和y-r。
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