數(shù)控車削中刀尖高對(duì)零件尺寸精度的影響
時(shí)間:2011-05-28 08:54:57 來源:未知
在數(shù)控車削中，車刀的刀尖高誤差會(huì)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(shí)尤為明顯。因?yàn)閿?shù)控車削時(shí)，刀具的進(jìn)給尺寸靠數(shù)控程序設(shè)定，而且人們往往習(xí)慣于對(duì)車削階梯軸類零件采用一把刀將大、小外圓連續(xù)一刀車成，這樣，對(duì)于加工精度高的階梯零件，如其大、小外圓的公差值在IT7級(jí)以內(nèi)，人們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)在程序編制正確的情況下，小外圓尺寸在公差以內(nèi)，而大外圓尺寸卻不對(duì)，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(duì)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(dāng)車刀刀尖和工件回轉(zhuǎn)軸心線等高時(shí)，車削的臺(tái)階尺寸為L(zhǎng)；當(dāng)車刀刀尖低于或高于工件軸心線時(shí)，要滿足大、小軸的尺寸要求，需車削的臺(tái)階尺寸為l，顯然L≠l，也就是說從大外圓開始車削至數(shù)控程序設(shè)定值時(shí)，小外圓沒有達(dá)到尺寸要求，明顯存在誤差。
假設(shè)正常刀尖高時(shí)，刀具從P點(diǎn)切削到Q點(diǎn)，徑向進(jìn)給尺寸為L(zhǎng)，如刀尖低于工件軸心線高度為h，則刀具實(shí)際切削路徑變成從N到M點(diǎn)就開始了小外圓的切削，即PQ=NM=L，此時(shí)以O(shè)點(diǎn)為圓心，OM為半徑作圓，交OP于T點(diǎn)，這樣小外圓的尺寸誤差即為QT，設(shè)QT=d，d的大小可通過下面的幾何運(yùn)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(jì)算公式，通過此式可定量計(jì)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(guān)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(guān)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(yè)標(biāo)題#e#下面通過具體例子的計(jì)算，來進(jìn)一步說明d和h的關(guān)系。
如連續(xù)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(guān)系(見表1)。
再如連續(xù)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(guān)系(見表2)。
從以上兩例的計(jì)算結(jié)果可以看出，對(duì)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(duì)尺寸精度的影響也就越大。