数控车削加工中刀具及参数处理-

Cv a t 墨 数控 车削加工 中刀具及 参数处理 中船重工集团公司第 7 1 3 研究所 河南郑州4 5 0 0 1 5 张建任锐 在机械制造业中 随着数控技术的出现 机械加工 的自动化程度在不断提高 产品的精度及质量稳定性越 来越好 生产的效率大幅度提高 产品的更新换代越来 越方便 随着科学技术的进一步发展 这种数控加工的 优势越来越明显 新技术的出现和发展 要求从事机械 加工的操作人员要适应当前的形势 在保持传统加工技 术及经验的基础上 不断学习和更新 自已的知识面 使 数控加工技术的优势得到充分的发挥 人们往往以为车削比铣削要容易一些 而对它的重 视程度不够 其实车削加工有它本身的难度 实际工作 中要求对所出现的问题能够灵活解决 比如相对普通车 削 数控车削加工中刀具及参数的合理选用就很重要 所以笔者专门就车削情况 举例说明刀具及参数巧妙使 用的几点感受 1 切槽刀在车削加工中的巧妙使用 车削加工中 在切槽刀的使用上 传统的做法是用 来切内圆 外圆及端面上的沟槽 但是在有些情况下 用切槽刀来车外圆或内孔 以及多尺寸复杂轮廓线同时 切削等 可以起到意想不到的效果 如图 l 所示 为某薄壁铸铝件的两端内 外止 口的 局部简图 该止 口处形状复杂 轴向各尺寸形成 了组成 环较多的尺寸链 并且径向尺 寸公差也都较严 止口处 在加工时极易变形 因此很难使所有尺寸同时满足公差 要求 首先按传统的做法 分粗加工和半精加工 并选 择好合适的切削参数 同时注意止口处的支撑部位 将 止 L I 处各轴向和径 向尺寸按单边留 0 2 i n n l 加工出来 然后用切槽刀进行精加工 用一个程序将止口处的所有 轴向和径向尺寸全部加工出来 包括工件的端面 这样 不但完全保证所有尺寸的公差要求 而且由于是用 一把 刀 次性地走完所有的止V I 处外形 靠数控机床本身的 高精度来保证 避免了用几把刀多次走刀测量 效率 比传统加工方法提高了近 3倍 三 一 一 0 2 6 8 1 0 5 5 0 13 6 一 一 7 0 2 0 0 9 5 bl 图 l 2 刀尖圆弧的巧妙处理 所有车刀都或大或小存在有刀尖圆弧 传统的车削 加工中 一般都假设车刀刀尖为理想的尖角 在加工工 件的轮廓线为一条直线时这种处理方法不会对工件的轮 廓及尺寸有任何影响 但是当工件的轮廓线为多条折线 或复杂曲线时 所加工出来的轮廓同设计所要求的轮廓 就会存在有一定的误差 误差的大小随着车刀刀尖的大 小而变化 车刀刀尖越大 误差就会越大 当零件的轮 廓要求较严时 这种忽略刀尖圆弧的加工方法会 导 致零 件的报废 所以 在精度要求越来越高的现代机械加工 中 有时就必须考虑车刀 刀尖圆弧 的存在 如图 2所 示 为某零件的截面示意图 图 2中 该零件的内 外轮廓 线中都含有椭圆曲线 也就是说该 零件的 内 外表面都存在有椭球 面 在加工中 为了保证椭球面轮 廓的正确性 就必须考虑刀尖圆弧 的存在 具体的做法有两种 用 自 参属 工冷 加 工 图2 兰 箜 塑 WWW m et al wor ki n9 1 9 5 COO l I I I I I刀 具 l cI 如 V 动编程的方法 一是在做图时人为地将一次加工出来 的轮廓线 包括直线 椭圆线和圆弧倒角 偏移一个刀 尖圆弧的距离 然后用理想刀尖 设定刀尖圆弧半径为 零 按偏置后的轮廓线进行走刀轨迹编程 二是零件的 所有轮廓线均不偏置 然后在刀具参数设置时 输入刀 尖圆弧的实际半径 这样 C A M软件会 自动处理而生成 数控程序 可以很好地保证零件轮廓的正确性 3 不易测量尺寸靠数控机床自身高精度来保证 有些时候 设计图样中所标注的一些尺寸 在加工 过程中 由于种种原因 很难直接测量 这时 传统的 工艺处理是 根据尺寸链的原理 将难以测量的设计尺 寸作为尺寸链的封闭环 而将与之相关的容易测量的其 他尺寸作为尺寸链的组成环 这样 通过保证各组成环 的尺寸公差来保证封闭环 即难以测量的设计尺寸 的 尺寸公差要求 其缺点是 尺寸链的选择与计算往往比 较复杂 并且在加工保证各尺寸链组成环的尺寸时 往 往存在着意想不到的各种各样的不利因素 有时甚至是 虽然预测到但难以控制的不利因素 各组成环尺寸公差 的实际累计误差可能会导致封闭环尺寸公差超差 这 样 在实际加工中有时会因为零件设计尺寸 封闭环尺 寸 超差而产生废品 而随着数控技术的出现与发展 数控机床的精度越 来越高 有些难以测量的设计尺寸 可以通过合理的数 控编程 利用数控机床自身的高精度直接保证 如图3所示 该工件的轴向尺 寸 1 0 6 0 1 in m在实际加工过 程中 测量有一定的难度 为了解 决这个问题 在精加工编程时 将 1 0 6 0 1 m m尺寸的两个端面 及中间的轮廓线部分 用一个程 序 一把车刀一次性的加工出来 这样 靠数控机床 自身的高精度结 图 3 合合理的巧妙编程就 自动的保证了尺寸 1 0 6 4 0 1 m l t l 的公差要求 4 恒线速度切削的合理使用 在车削加工中 一般情况下是采用恒转速 工件以 固定的转速旋转 的方法来加工零件的 这种加工方法 的优点是工件运行平稳 但是当工件要加工的部位回转 半径变化较大时 如果采用恒转速的方法加工 工件所 2 0 1 0年第 5期 www m et a l wor k i n 9I 950 co rn 参磊 工冷 加 工 加工部位的表面粗糙度值很大 可见 对于回转半径有变化的工件 采用恒转速的 加工方法时 随着加工过程中刀具与工件接触点的变 化 刀具与工件接触点的切削线速度也在同时发生变 化 当工件要加工部位的半径变化较大时 工件所加工 部位的表面粗糙度值就会较大甚至很大 这时 如果采 用恒线速度的加工方法加工时 由于刀具与工件接点的 切削线速度是不变的 从而可以保证工件所加工部位的 表面粗糙度 不过要注意 在恒线速度切削时 随着刀 具与工件接触点处回转半径的逐渐变小 工件的转速会 越来越快 当转速达到很高的时候 加工时会很危险 所以 在采 用恒线速度切 削 时 一定要同时限制工件的最 高转速 如图4所示 在加工该工 件的内椭球面时 由于工件最 大处的直径为4 1 6 ra m 而最小 处的直径为 1 6 5 ra m 当加工该 工件的内椭球面时 采用恒线 寸 图4 速度切削就能很好地保证内椭球面的表面粗糙度 5 结语 在机械加工中 人们总是会遇到各种各样的问题 当问题出现时 要根据自己所学的知识及平时在机械加 工中所积累的一些经验 灵活地进行处理 一个小的灵 巧办法 往往能起到意想不到的好效果 有时 更需要 有创新的精神 要敢于尝试新工 艺 新方 法 一个 好的 创新方法 往往能解决大问题 从而给企业带来可观的 经济效益 MW 收稿 E t 期 2 0 0 9 1 0 2 8 I I I q l II I I I I I I I I I I I 1I l l I I I 4 r i i i i i i I i i I 1 0 J l I h l I i 0 0 i ii J I