数控车削刀具刀尖圆弧半径对加工精度影响的分析与解决途径.pdf

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1、2013年7月机床与液压Ju1．2013第41卷第14期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．41No．14DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．14．053数控车削刀具刀尖圆弧半径对加工精度影响的分析与解决途径高晓东(江苏联合职业技术学院盐城机电分院，江苏盐城224005)摘要：分析了数控车削加工中，在加工圆锥面、圆弧面以及非圆曲线表面时，刀具的刀尖圆弧半径的大小对零件加工精度的影响。对产生误差的原因进行研究，并论述了消除误差的途径。关键词：数控车削刀具；刀尖圆弧半径；加工精度中图分类

2、号：TG659文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)14—145—3数控车削刀具已经普遍使用了可转位机夹式刀圆柱面的径向尺寸由刀尖圆弧上的点C所决定，片，刀片刀尖均有圆角，它可以提高刀头的强度，提而轴向尺寸则由刀尖圆弧上的点B所决定，车刀刀高刀具的耐用度，降低加工零件的表面粗糙度，但由尖圆弧半径的大小对圆柱形零件的加工尺寸没有影于实际切削点与编程刀位点不能重合，从而出现了欠响。切和过切现象，产生加工误差。由图2可知，车刀刀尖圆弧半径的大小对圆柱形1车刀的刀位点零件的形状没有大的影响，只有在轴肩D处多了一在数控车床上

3、加工零件时，车刀刀位点的移动轨个圆弧倒角，半径和车刀刀尖圆弧半径r相等，由于迹决定着车削加工后零件的大小和形状。刀位点是指刀尖圆弧半径r较小，对没有特殊要求的工件没有影刀具的定位基准点，由于车刀刀尖一般都有刀尖圆响。弧，故车刀的刀位点为2．1．2加工圆锥面车刀刀尖点或刀尖圆弧如图3所示，由于车刀刀尖点不是车刀的实际切中心点，如图1所示，削点，真正起作用是刀尖圆弧上的点C，使得编程轮0为刀尖点，0为刀尖廓与实际加工轮廓不重合，从而产生了欠切现象。由圆弧中心点，从图中可图3可知，刀尖圆弧半径的大小不会影响圆锥面的形以看出，在车刀上刀尖

4、状，而圆锥的尺寸与刀尖圆弧半径的大小有关，误差点实际上在刀具上是不值的大小与圆锥面锥度和刀尖圆弧半径r的大小有存在的，为了便于编程图1车刀刀位点关。和对刀而设定的。2误差分析2．1以刀尖点为刀位点2．1．1加工圆柱面以刀尖点为刀位点加工圆柱形零件时，如图2所不。图3加工圆锥面2．1．3加工圆弧面如图4所示，车刀的实际切削点与刀尖点不重合，而且车刀的实际切削点随着角的变化而变化，使得编程轮廓与实际加工轮廓不重合，从而产生了欠切现象。形状误差的大小与圆弧半径和车刀刀尖圆弧半径r的大小有关，当和r的大小一定时，形状误差随着角的变化而变化

5、，实际加工轮廓变为非圆图2加工圆柱面曲线。收稿日期：2012—04-28作者简介：高晓东，男，副教授，主要从事数控技术的研究。E—mail：gxd197@yahoo．corn．en。·146·机床与液压第41卷得编程轮廓与实际加工轮廓不重合，从而产生了欠切现象。形状误差的大小与椭圆长半轴、短半轴的长度及车刀刀尖圆弧半径r的大小有关，当椭圆长半轴、短半轴的长度及车刀刀尖圆弧半径r的大小一定时，形状误差随着角的变化而变化，实际加工轮廓变为另图4加工圆弧面一种非圆曲线。2．2以刀尖圆弧中心点为刀位点2．1．4加工非圆曲线表面如图6所示，

6、以刀尖圆弧中心点作为刀位点进行如图5所示，以加工椭圆面为例，车编程和加工时，车刀的实际切削点与刀尖圆弧中心点不重合，不论加工什么工件表面，都将产生过切现刀的实际切削点与刀尖点不重合，而且车象，刀尖圆弧半径的大小不会影响工件的形状，但会刀的实际切削点随着影响工件的尺寸，工件轮廓的法向误差值是定值，为刀尖圆弧半径的大小，与其他因素无关。角的变化而变化，使图5加工椭圆面(a)加工圆柱面(b)加工圆锥面(c)加工9&面(d)加工椭圆面图6以刀尖圆弧中心点为刀位点加工工件3解决途径3．1手工补偿通过以上分析，在数控车加工中，刀具刀尖圆弧(1

7、)对刀半径确实对工件的尺寸精度和形状精度产生影响。消在对刀时一定要使对刀点与车刀的刀位点重合，除误差的途径就是进行误差补偿，由于一般刀具刀尖由于刀位点在刀具圆弧中心，不可能与工件接触，故圆弧半径尺寸较小，产生的误差值更小，对一般精度在正常对刀后，进行计算，计算出刀位点的位置，设的工件加工没有影响，可以对刀具刀尖圆弧半径忽略刀具圆弧半径为r，那么=+r，z：z+r，然后再不计，能够保证加工质量。把计算后的数值输入到数控车床的对刀参数中去。但对尺寸精度和形状精度较高的工件，必须进行(2)绘图误差补偿。从以上分析可以看出，车刀以刀尖点为

8、刀从以上分析得知，工件轮廓与误差补偿后轮廓位点进行加工工件时所产生的误差与很多因素有关，(刀心轨迹)在法向上相差一个刀具半径r，这就可计算比较繁琐，从而使得误差进行补偿变得较为复以通过手工或CAD软件让工件的轮廓线等距移动一杂，故车刀以刀尖点为刀位