數控車削中刀尖高對零件尺寸精度的影響
時間:2011-05-28 08:54:57 來源:未知
在數控車削中，車刀的刀尖高誤差會影響車削工件的尺寸精度，這在車削高精度階梯軸類零件時尤為明顯。因為數控車削時，刀具的進給尺寸靠數控程序設定，而且人們往往習慣于對車削階梯軸類零件采用一把刀將大、小外圓連續一刀車成，這樣，對于加工精度高的階梯零件，如其大、小外圓的公差值在IT7級以內，人們往往會發現在程序編制正確的情況下，小外圓尺寸在公差以內，而大外圓尺寸卻不對，或者相反；鏜階梯孔也如此，這就是由刀具的刀尖高誤差引起的，下面就刀具刀尖高誤差對加工零件尺寸精度的影響作一下分析。
圖1 加工示意圖
圖1所示為大圓半徑為R，小圓半徑為r的階梯軸零件，當車刀刀尖和工件回轉軸心線等高時，車削的臺階尺寸為L；當車刀刀尖低于或高于工件軸心線時，要滿足大、小軸的尺寸要求，需車削的臺階尺寸為l，顯然L≠l，也就是說從大外圓開始車削至數控程序設定值時，小外圓沒有達到尺寸要求，明顯存在誤差。
假設正常刀尖高時，刀具從P點切削到Q點，徑向進給尺寸為L，如刀尖低于工件軸心線高度為h，則刀具實際切削路徑變成從N到M點就開始了小外圓的切削，即PQ=NM=L，此時以O點為圓心，OM為半徑作圓，交OP于T點，這樣小外圓的尺寸誤差即為QT，設QT=d，d的大小可通過下面的幾何運算求得。
已知：PQ=NM=L；OS=h；OT=OM；ON=R；OQ=r，
SN=(ON2-OS2)½=(R2-h2)½
SM=SN-MN-L=(R2-h2) ½-L
OM=(OS2＋SM2)½={h2+[(R2-h2) ½-L]2}½=[R2+L2-2L(R2-h2)½]½
d=QT=OT-OQ=OM-r=[R2+L2-2L(R2-h2)½]½-r
以上即為小外圓尺寸誤差d的計算公式，通過此式可定量計算出小外圓的尺寸誤差。
表1 刀尖高誤差值h和尺寸誤差值d關系
h(mm)
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
d(µm)
2.6
4.6
7.1
10.3
14.0
18.3
23.2
28.6
表2 刀尖高誤差值h和尺寸誤差值d關系
h(mm)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
d(µm)
0.4
1.6
3.6
6.4
10.0
14.4
19.6
25.6
32.4
40.0
#p#分頁標題#e#下面通過具體例子的計算，來進一步說明d和h的關系。
如連續車削的階梯軸零件，大外圓直徑為14mm，小外圓的直徑為10mm，那么通過上式可以求得h和d的關系(見表1)。
再如連續車削的階梯軸零件，大外圓直徑為100mm，小外圓的直徑為20mm，那么通過上式可以求得h和d的關系(見表2)。
從以上兩例的計算結果可以看出，對于加工高精度的階梯軸(孔)類零件，刀尖高誤差的影響往往不能忽視，特別是兩軸(孔)的直徑相差越大，刀尖高的誤差對尺寸精度的影響也就越大。