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摘 要:在数控机床加工工件时,刀具中心高低将对车端面、切断、车圆柱形表面的直径、圆锥形表面(母线)的形状及车削其他成型面时,均会产生不同程度的加工精度。本节通过分析机床及刀具切削的选择,论述了在数控机床加工的影响。
关键词:安装刀具 中心高低 尺寸误差
中图分类号:G633.3 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)04(b)-0189-01
1 相关知识
我们数控加工人员都知道车刀对加工的重要性。它的含义有以下几个方面:选刀、装刀、选择切削用量以及冷却液的使用。这里面每一点都涉及了较广的知识面,任何一点稍有不慎就会引起加工精度下降、表面粗糙度增加或其他诸如生产效率下降、废品率增高等一系列问题！这里主要说明一点,也最不容易引起人们的注意的一点即装刀,在安装车刀时,不但要注意刀具的伸出长度与刚性能否满足加工需要外。也要考虑刀具的安装角度是否合理,同时还要车刀高低对工件尺寸、形状及编程的影响。
除控制原理外,数控车床加工的切削原理与普通车床加工的原理相同,车刀的刀尖中心高低将对车端面、切断、车圆柱形表面的直径、圆锥形表面(母线)的形状及车削其他成型面时,均会产生不同程度的影响,例如在普通车床上车外圆时。我们大多数人都有这样的实践经验:“车外圆时,车刀刀尖稍高于机床的旋转中心比较好。”这是因为,粗车时的加工精度一般要求不高,为此我们要增加的就是尽量快的去除加工余量,其加刀头的强度,增大切削用量来提高生产效率,同时还要保证刀具的寿命,延长刀具的寿命等好处,而所以这些,只要刀尖稍高于机床旋转中心就可达到上述目的。因此潜意识中这句话已经根深蒂固了,可是在对精加工外圆时车刀是否应该严格对机床的旋转中心这个问题上,多数人却没去深考虑！在《高级车工技能训练》书中也提到:精车外圆时车刀刀尖不能高于工件的旋转中心,必须等于或稍微低于工作的旋转中心,但低于尺寸不能超过工件直径的1/30。这句话一方面说明刀尖高于中心会因后刀面与已加工表面间的摩擦增大引起表面质量下降:另方面也说明车刀低于机床的旋转中心时,还可以降低工件表面粗糙度值,所以是可行的。但在数控车床上,当车刀的刀尖不与工件的回转轴线等高时,必定会引起工件径向尺寸发生变化。这个尺寸的误差我们可以通过下面简单的一个车削剖面图来说明。
2 刀尖中心高对实际轴径的影响
如图1所示轴径为Da的表面时,刀尖的正确位置应在图示A点处,由于这时刀尖低于正确位置而处在图示B点处,受其中心高误差△h的影响,导致X坐标轴位移已经到达正确的径向位置时,而轴径却为Db:
这时,因中心高误差而引起工件轴径的误差△D为:
3 刀尖中心高误差的确定
知道了刀尖中心高的实际误差,既可计算出其轴径的误差大小,从而为在编程中调整X坐标轴方向(径向)的位移量提供了依据。
确定△h的方法是:先车一外圆柱表面并测量其轴径Db,然后在负X坐标轴方向给一个设定的半径差△r,再车一外圆并测量其轴径Da,如果测得的Da为,Da=Db-2△r,则说明刀尖的中心高与工件的回转轴线等高,既△h=0;如果测得的Da不等于Db-2△r,则说明在中心高误差。
4 锥表面的影响
在车削圆锥表面时,如果车刀的刀尖不与工件回转轴线等高,则相当于用一个平行并距工件回转轴线为刀尖中心高误差ΔH(如图2所示)的剖面的外形则是双曲线。(如图2)
图2分别表示车外圆锥和内圆锥表面时,只要存在刀尖中心高误差,都会产生双曲线误差,图中的Δ表示圆锥母线的直线度误差。
5 结语
刀尖中心高影响圆锥表面的结论:刀尖中心高误差对圆锥体工件将产生直径和母线形状的综合误差,并且不可能通过修改加工程序进行消除。
关键词:安装刀具 中心高低 尺寸误差
中图分类号:G633.3 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)04(b)-0189-01
1 相关知识
我们数控加工人员都知道车刀对加工的重要性。它的含义有以下几个方面:选刀、装刀、选择切削用量以及冷却液的使用。这里面每一点都涉及了较广的知识面,任何一点稍有不慎就会引起加工精度下降、表面粗糙度增加或其他诸如生产效率下降、废品率增高等一系列问题！这里主要说明一点,也最不容易引起人们的注意的一点即装刀,在安装车刀时,不但要注意刀具的伸出长度与刚性能否满足加工需要外。也要考虑刀具的安装角度是否合理,同时还要车刀高低对工件尺寸、形状及编程的影响。
除控制原理外,数控车床加工的切削原理与普通车床加工的原理相同,车刀的刀尖中心高低将对车端面、切断、车圆柱形表面的直径、圆锥形表面(母线)的形状及车削其他成型面时,均会产生不同程度的影响,例如在普通车床上车外圆时。我们大多数人都有这样的实践经验:“车外圆时,车刀刀尖稍高于机床的旋转中心比较好。”这是因为,粗车时的加工精度一般要求不高,为此我们要增加的就是尽量快的去除加工余量,其加刀头的强度,增大切削用量来提高生产效率,同时还要保证刀具的寿命,延长刀具的寿命等好处,而所以这些,只要刀尖稍高于机床旋转中心就可达到上述目的。因此潜意识中这句话已经根深蒂固了,可是在对精加工外圆时车刀是否应该严格对机床的旋转中心这个问题上,多数人却没去深考虑！在《高级车工技能训练》书中也提到:精车外圆时车刀刀尖不能高于工件的旋转中心,必须等于或稍微低于工作的旋转中心,但低于尺寸不能超过工件直径的1/30。这句话一方面说明刀尖高于中心会因后刀面与已加工表面间的摩擦增大引起表面质量下降:另方面也说明车刀低于机床的旋转中心时,还可以降低工件表面粗糙度值,所以是可行的。但在数控车床上,当车刀的刀尖不与工件的回转轴线等高时,必定会引起工件径向尺寸发生变化。这个尺寸的误差我们可以通过下面简单的一个车削剖面图来说明。
2 刀尖中心高对实际轴径的影响
如图1所示轴径为Da的表面时,刀尖的正确位置应在图示A点处,由于这时刀尖低于正确位置而处在图示B点处,受其中心高误差△h的影响,导致X坐标轴位移已经到达正确的径向位置时,而轴径却为Db:
这时,因中心高误差而引起工件轴径的误差△D为:
3 刀尖中心高误差的确定
知道了刀尖中心高的实际误差,既可计算出其轴径的误差大小,从而为在编程中调整X坐标轴方向(径向)的位移量提供了依据。
确定△h的方法是:先车一外圆柱表面并测量其轴径Db,然后在负X坐标轴方向给一个设定的半径差△r,再车一外圆并测量其轴径Da,如果测得的Da为,Da=Db-2△r,则说明刀尖的中心高与工件的回转轴线等高,既△h=0;如果测得的Da不等于Db-2△r,则说明在中心高误差。
4 锥表面的影响
在车削圆锥表面时,如果车刀的刀尖不与工件回转轴线等高,则相当于用一个平行并距工件回转轴线为刀尖中心高误差ΔH(如图2所示)的剖面的外形则是双曲线。(如图2)
图2分别表示车外圆锥和内圆锥表面时,只要存在刀尖中心高误差,都会产生双曲线误差,图中的Δ表示圆锥母线的直线度误差。
5 结语
刀尖中心高影响圆锥表面的结论:刀尖中心高误差对圆锥体工件将产生直径和母线形状的综合误差,并且不可能通过修改加工程序进行消除。