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車床數(shù)控加工基礎(chǔ)

瀏覽[3779]次 [2010-1-13]

1 數(shù)控車床外徑端面刀的快速高精度對刀法

傳統(tǒng)車床主要通過試切工件的方法對刀，即車削工件，精測車削處尺寸，計算實測值與目標(biāo)值之差，按差值的大小和正負(fù)進(jìn)行進(jìn)刀或退刀。對于數(shù)控車床，除了少數(shù)配有對刀功能的之外，主要用對刀儀、對刀塊或試切工件對刀。用專用的對刀儀作機(jī)外對刀，雖然精度較高，但刀具必須連同刀夾一起對�？傻秺A一般較重，拆裝較為費勁。尤其在只更換刀片時，用此法比用試切對刀還要慢。用對刀塊對刀，由于多種誤差的影響，對刀精度不高。因此，目前大多數(shù)數(shù)控車床仍用試切工件對刀。步驟的前三步與車床傳統(tǒng)對刀相同，只是把搖手把看刻度進(jìn)退刀改為用按鈕輸入刀具補(bǔ)償值了。

試切工件對刀的優(yōu)點是費用低、精度高；缺點是費時間，而且有些刀具(如油溝槽刀)很難用此法對刀。因此在實踐中摸索出一種適用于外經(jīng)、端面刀或類似油溝槽刀的快速、高精度對刀方法。這是一種不用試切的手動對刀方法。此法可在不用對刀儀、對刀塊或?qū)Φ稑?biāo)準(zhǔn)件的前提下，把試切對刀時間縮短60％。此法可保持試切對刀的優(yōu)點，克服試切對刀的缺點。

(1)原理�？ūP外徑可作為橫向(X向)對刀的現(xiàn)成基準(zhǔn)，而定位塊外端面又是縱向(Z向)對刀的極好基準(zhǔn)�？ūP外徑精測一次所得的尺寸是個不變值。程序的Z向原點又常常在定位塊外端面上，所以兩個方向都免除了先試切、再精測量、后算出刀的補(bǔ)償值后再輸入的常規(guī)對刀手續(xù)。特別是縱向由于不受試切件測量誤差的影響，所以對刀精度比試切法對刀精度高；由于不受安裝精度的影響，其對刀精度比標(biāo)準(zhǔn)件對刀法高。

(2)方法。由于車床的數(shù)控裝置分兩大類，所以方法要分兩種進(jìn)行分別敘述。

①對用位置檢測器的數(shù)控車床

橫向?qū)Φ恫襟E：a將相應(yīng)補(bǔ)償號的X向補(bǔ)償值清零；b精測卡盤吊環(huán)孔附近的外徑尺寸，記下此D1，值(此步只要換卡盤時作一次，以后可直接用記下的 D1值)；c將卡盤用手轉(zhuǎn)到吊環(huán)孔對著刀尖方向；左手將一條報紙放在刀尖與卡盤之間并不斷拉動，右手用手動操作先快后慢地將刀尖向卡盤外徑靠近，直到報紙拉不動為止，設(shè)此時光屏上X向顯示值為D2；d如果隨后的加工吃刀量小，可不考慮讓刀量。將光屏顯示值減去卡盤直徑后再減去兩倍報紙厚度就是刀的補(bǔ)值。報紙的平均厚度為0.08mm，局部壓縮后為0.05mm.所以，X向刀補(bǔ)值=D2,一D1—0.1。將計算值輸入此刀相應(yīng)補(bǔ)償號的X位置。如果以后的加工吃刀量大，應(yīng)將上述值減去經(jīng)驗讓刀量再輸入。

縱向?qū)Φ恫襟E：a將相應(yīng)補(bǔ)償號的Z向補(bǔ)償值清零；b將卡盤用手轉(zhuǎn)到定位塊對著刀尖方向；c左手將一條報紙放在刀尖與定位塊端面之間，并不斷拉動。右手用手動操作先快后慢地將刀尖定位塊端面接近，直到報紙拉不動為止，設(shè)此時光屏上Z向顯示值為Z1，則Z向刀補(bǔ)值=Z1-0.05。再將計算值輸入此刀相應(yīng)補(bǔ)償號的Z位置即可。如果以后加工吃刀量大，應(yīng)將上述值減去經(jīng)驗讓刀量后再輸入。

②對用相對位置檢測器的數(shù)控車床

橫向?qū)Φ恫襟E：a、b、c、d四步與上述用位置檢測器的數(shù)控車床相同；e“鎖緊”機(jī)械部分，用手動操作將光屏的X顯示值搖到與 (D1+0.10)值相同；f解除上述“機(jī)械鎖緊”，用手動操作，將刀架升到橫向起始位置；g將程序中G50程序段內(nèi)的X值減去此時光屏顯示的X值，這就是刀具補(bǔ)償值，將它輸入此刀相應(yīng)補(bǔ)償號的X位置即可。如果以后加工的吃刀量較大，應(yīng)將上述值減去經(jīng)驗讓刀量后再輸入。

縱向?qū)Φ恫襟E：a、b、c三步與前述用位置檢測器的數(shù)控車床相同；d“鎖緊”機(jī)械部分，用手動操作將光屏上的Z顯示值搖到+0.05；e解除上述“機(jī)械鎖緊”，用手動操作將刀架升到縱向起始位置；f將程序中G50程序段內(nèi)的z值減去此時光屏上顯示的Z值，就是刀具補(bǔ)償值，將它輸入此刀相應(yīng)補(bǔ)償號的Z位置即可。如果以后加工的Z向吃刀量較大,應(yīng)將上述值減去經(jīng)驗讓刀量再輸入。

(3)注意事項

①如果程序原點位于距定位塊端面Z處，那么前述的Z向刀補(bǔ)值應(yīng)再加上Z值，兩種類型都是如此。

②如刀尖因卡爪原因到不了定位塊端面，Z向可用卡盤端面對刀，這時刀補(bǔ)值要進(jìn)行一次換算。

2 用一把刀車削工件回轉(zhuǎn)中心兩邊的方法

圖8—1是一種遠(yuǎn)程傳感器上用的法蘭簡圖，要車削A、B、C、D、E五個面。除A面外，其它各面尺寸精度、位置精度和表面粗糙度的要求都比較高。毛坯是鍛件。為保證精度，分粗車、精車來完成。采用安裝55。等邊菱形刀片的外圓刀，按圖示的方向安裝在刀臺上。

車削方法：如按常規(guī)的方法，車A、B面用一把刀，車C、D、E面用另一把刀，這樣粗車和精車要用4把刀，而且用這種方法加工很難使B、E面之間的尺寸誤差不超過公差(0．02ram)范圍。采用一把刀車削工件回轉(zhuǎn)中心兩邊的方法，解決了上述問題。此方法是粗車、精車分別用一把刀，兩把刀除刀尖圓弧不同外，其它都相同，連走刀路線都相同。下面只介紹精車刀的車削過程。

先讓刀尖快速到達(dá)m’點，讓工件正轉(zhuǎn)(M03)的同時，再使刀尖到達(dá)切削起始點m，依次切削C、D、E面，直到f點。接著讓工件停轉(zhuǎn)(M05)，同時讓刀尖到達(dá)n’點，讓工件逆轉(zhuǎn)(M04．)的同時，讓刀尖到達(dá)另一側(cè)切削起始點n，依次切削B面和A面，直到刀尖到達(dá)g點。至此，切削已全部完成，退刀、停轉(zhuǎn)和結(jié)束程序。

采用此方法，已成功地加工了萬余件，效果很好，可供車削類似的工件參考。

3 不讓拐角處出毛刺的數(shù)控車削方法

有些鋼質(zhì)工件要求拐角為直角，且不能有毛刺，采用數(shù)控車床加工，就能做到這點。

車刀刀尖放大看多呈圓弧型，見圖8—2。K是假想刀尖點，E、F分別是刃口圓弧與水平線和垂直線的切點。如按圖8—3和圖8—4安排切削路線，會分別在外徑和端面拐角處出毛刺。如按圖8—5安排，車完后工件上的毛刺與圖8-4基本一樣�？梢姡陨先N常規(guī)的車削方法均出毛刺。

4 防止切削凹拐角處刀具負(fù)荷驟升的方法

如圖8-8所示工件的精車加工，圖中的虛線與實線分別為加工前、后的輪廓。是大批量加工，要求表面不能有接刀印痕。

選用安裝80°等邊菱形涂層刀片的端面外徑刀。如果在單刀臺數(shù)控車床上車削，若先車I部，在后接近C點時，會出現(xiàn)很寬的切屑，刀片左側(cè)刃負(fù)荷驟升，對刀具和機(jī)床都不利。若這一刀在將要接觸Ⅱ部時就結(jié)束，那么第2刀車Ⅱ部時就得這樣車：向下先切到C點，再向右至少走1.5mm才能退刀，這樣切削的負(fù)荷就不會驟升了，但在外徑上就出現(xiàn)一個接刀印痕，這不允許。改用先車Ⅱ部再車I部的情況也一樣。可以采用I、Ⅱ部來回多車幾次解決，但這樣切削效率就降低了許多，小批量加工還可以，大批量加工就不合適了。也可以用35°等邊菱形刀片的外徑刀來車削，使第一刀末尾的負(fù)荷不要增大太多，但35°菱形刀片的強(qiáng)度差，效果也不好。后采用雙刀臺數(shù)控車床上用下述辦法解決。用兩把相同的安裝80°等邊菱形涂層刀片的端面外徑刀，一把裝在上刀臺上，一把裝在下刀臺上。加工時，讓這兩把刀同時車削到C點，當(dāng)然也同時退刀。通過分析可知，在兩把刀同時接近C點時，切削負(fù)荷不會有較大的增加，實際切削下來的切屑也沒有明顯變寬，反而切削到C點時的切屑越來越窄。

余下的問題是如何讓上、下兩把刀同時切削到C點。一種方法是用快進(jìn)讓上、下刀分別到達(dá)E、D點，再用同步指令同時開始工進(jìn)，上、下刀的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令相同值。另一種方法是上刀先在F點等待，下刀從D點開始向左切削，到切削到距C點32mm時，再用同步指令讓上刀開始工進(jìn)。第三種方法是先讓上、下刀分別到達(dá) F點、D點，再在上刀臺的程序中加一個暫停程序段(G04)，在這個暫停程序段和下刀臺程序的工進(jìn)程序段中，分別加進(jìn)相同的同步指令。如果暫停時間通過精確計算選得合適，上、下刀也會同時到達(dá)C點。不管用哪種方法，其效率和效果都是一樣的。不過，如果上、下刀切削要用不同的進(jìn)給量時，只能采用上述第三種方法。

不要擔(dān)心兩把刀同時切削到C點會撞在一起，事實上，上、下刀分別切削工件回轉(zhuǎn)中心的兩個不同的側(cè)面。

5 縮短批量工件車削工藝流程的方法

一種需要大批量車削的密封座，毛坯為鍛件，其車完后的剖面形狀如圖8-10內(nèi)虛線所示。原來的工藝流程為3道粗車、1道半精車、2道精車、共6道工序。采用C7620液壓半自動車床和C7220仿形車床，加工后外徑橢圓度有時達(dá)不到圖紙0.12mm的要求。

通過分析和反復(fù)試驗，縮短了工藝流程。只用3道工序就完成全部粗、精加工，其加工精度也達(dá)到了圖紙要求，而且只使用了一臺數(shù)控車床。

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