車刀工作角度對零件回轉(zhuǎn)性能的影響

車刀工作角度對零件回轉(zhuǎn)性能的影響

在數(shù)值車削加工中，車刀前端高度與加工零件的旋轉(zhuǎn)軸之間沒有顯著差異，不僅會改變車刀工作的前角和后角大小，還會導(dǎo)致加工零件的徑向尺寸誤差和形狀誤差。1刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高時的車刀角度在一般情況下,車刀都磨有前角和后角,當(dāng)車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高時,這時車刀的工作角度等于車刀刃磨角度,如圖1所示,工作前角和刃磨前角均為γ0,工作后角和刃磨后角為α0。1.1回轉(zhuǎn)中心的距離如圖2(a)所示,工作角度相對于刃磨角度發(fā)生了變化。由圖2(a)可知:sinθ=LRsinθ=LR可得:θ=arcsin(LR)θ=arcsin(LR)式中:L為車刀刀尖到零件回轉(zhuǎn)中心的距離;R為工件半徑。那么,車刀的工作前角為γ0+θ=γ0+arcsin(LR)γ0+θ=γ0+arcsin(LR),車刀的工作后角為α0?θ=α0?arcsin(LR)α0-θ=α0-arcsin(LR)。由此可知,前角變大,后角變小,車刀后刀面與工件的摩擦增大。由上式可以看出,角度的變化與車刀刀尖到零件回轉(zhuǎn)中心的距離和工件半徑有關(guān),如圖2(b)所示,在車端面時,當(dāng)工件直徑小到一定程度的時候,刀尖就接觸不到工件表面,使得無法切削,如果繼續(xù)切削,不是擠斷工件,就是車刀刀刃崩裂,從而影響到零件的加工精度。1.2車刀的工作前角和后角如圖3(a)所示,工作角度相對于刃磨角度發(fā)生了變化。由圖3(a)可知:sinθ=LRsinθ=LR可得:θ=arcsin(LR)θ=arcsin(LR)式中:L為車刀刀尖到零件回轉(zhuǎn)中心的距離;R為工件半徑。那么,車刀的工作前角為γ0?θ=γ0?arcsin(LR)γ0-θ=γ0-arcsin(LR),車刀的工作后角為α0+θ=α0+arcsin(LR)α0+θ=α0+arcsin(LR)。由此可知,前角變小,后角變大。由上式可以看出,角度的變化也與車刀刀尖到零件回轉(zhuǎn)中心的距離和工件半徑有關(guān),如圖3(b)所示,在車端面時,當(dāng)車刀刀尖移動到工件中心時,發(fā)現(xiàn)工件有一小段外圓無法被車掉,這段外圓的半徑就等于車刀刀尖到零件回轉(zhuǎn)中心的距離L,由于這段外圓對刀尖有一個作用力,故也容易使車刀刀刃崩裂,從而影響到零件的加工精度。2刀尖和零件的旋轉(zhuǎn)中心不同高度對尺寸精度的影響2.1刀尖與工件回轉(zhuǎn)中心不等高對刀直徑的影響數(shù)控車床對刀時,要把刀偏值輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,刀偏值就是工件的直徑,而且對刀直徑和工件直徑相等。但當(dāng)車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,如圖4所示,OCˉˉˉˉˉΟCˉ為工件半徑,OBˉˉˉˉˉΟBˉ為對刀半徑,顯然對刀直徑和工件直徑不相等。由圖4可知,OCˉˉˉˉˉ=OAˉˉˉˉˉ=R?OBˉˉˉˉˉ=R2?L2???????√ΟCˉ=ΟAˉ=R?ΟBˉ=R2-L2,故對刀誤差為R?R2?L2???????√R-R2-L2。2.2車刀刀尖與旋轉(zhuǎn)中心不等高對尺寸誤差的影響當(dāng)車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,由于輸入到數(shù)控系統(tǒng)中的刀偏值就是工件的直徑(直接測量的直徑尺寸),所以在車削加工中,不存在直徑尺寸誤差。根據(jù)以上分析,當(dāng)車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,尺寸誤差主要是對刀誤差,如圖4所示加工后的工件,軸出現(xiàn)欠切現(xiàn)象,孔會出現(xiàn)過切現(xiàn)象。誤差與工件直徑和車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心的距離的關(guān)系,如圖5所示。當(dāng)L值不變時,工件直徑D越大,所產(chǎn)生的尺寸誤差Δ越小,反之,所產(chǎn)生的尺寸誤差Δ越大,而且,同一直徑的圓柱所產(chǎn)生的尺寸誤差相等,所以單純靠增加徑向進給量來補償直徑誤差,不能同時保證臺階軸各段的精度要求。當(dāng)工件直徑D不變時,L值越大,所產(chǎn)生的尺寸誤差Δ越大,反之,所產(chǎn)生的尺寸誤差Δ越小。3刀尖鋒利零件的旋轉(zhuǎn)中心受到不同高度的影響3.1車刀尖與旋轉(zhuǎn)中心不等高對截面尺寸的影響加工圓柱表面時,由于圓柱表面的各個橫截面的直徑尺寸相等,誤差也相等,所以當(dāng)車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,對圓柱表面的形狀并沒有影響。3.2油劑油劑的壓削工藝加工圓錐表面時,若車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,如圖4所示,設(shè)OBˉˉˉˉˉ=R1ΟBˉ=R1,則圓錐表面的各個橫截面的方程為:R2=R2112+L2。式中L為定值,R1為變量。由方程可知加工圓錐表面時,實際車削出的工件母線是雙曲線,如圖6所示。所以,加工同一錐度的內(nèi)外圓錐面配合時,著色檢驗內(nèi)外錐面接觸比例,通常出現(xiàn)兩端接觸的現(xiàn)象,這是由車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高引起的。3.3相對于心不等高時的接觸加工圓弧表面時,若車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高時,相差L的距離,則圓弧表面的母線方程為:R2=(Rsinθ)2+h2,工件母線為一個類橢園,如圖7所示。4車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高對零件尺寸精度的影響通過以上分析可見,在數(shù)控車削加工中,若車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心不等高,既影響零件的尺寸精度,又影響零件的形狀精度。所以,必須使車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高。4.1標準刀具的制備為保證車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高,應(yīng)盡可能地采用與機床配套的標準刀具。由于標準機夾式車刀已經(jīng)系列化、標準化,能夠保證車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高。一般常用的標準機夾式車刀刀排厚度25mm。4.2旋轉(zhuǎn)中心的調(diào)整試切端面法是最直觀、較準確的方法,當(dāng)車刀車到工件端面旋轉(zhuǎn)中心時,不留任何凸臺為準,若刀具偏高或偏低可采用增減墊塊來進行調(diào)整,通過不斷增減墊塊和試切端面,最終使車刀刀尖與零件回轉(zhuǎn)中心等高。4.3使用專業(yè)工具工具使用數(shù)控車專業(yè)對刀儀,可分為機械對刀儀和光學(xué)對刀儀,使