1 引言

　　在數(shù)控車(chē)床使用過(guò)程中，為了降低被加工工件表面的粗糙度，減緩刀具磨損，提高刀具壽命，通常將車(chē)刀刀尖刃磨成圓弧形，圓弧半徑一般在0.4——1.6mm之間。使用有刀尖半徑補(bǔ)償功能(G41、G42)的數(shù)控車(chē)床，只要在加工程序中直接按工件尺寸編程，就不會(huì)因?yàn)榈都鈭A弧引起加工誤差；而無(wú)此功能的數(shù)控車(chē)床，加工中就會(huì)受到刀尖圓弧的影響，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成工件超差報(bào)廢。現(xiàn)就圖1所示工件中SR10-0.04球面的加工來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。

　　工件中SR10-0.04球面的加工

　　2 加工誤差分析

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床的使用中，我們通常采用試切法對(duì)刀，這樣，加工程序所描述的刀位點(diǎn)是P 點(diǎn)(圖2)，而實(shí)際參加切削的是刀尖圓弧(此處刀尖圓弧半徑為0.4 mm)而并非P點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)P點(diǎn)實(shí)際不存在。所以，加工程序所描述的P 點(diǎn)的軌跡與實(shí)際加工輪廓之間存在不同程度的誤差。但在車(chē)削外圓、內(nèi)孔及端面時(shí)，這個(gè)誤差為零。而在加工弧面和錐面時(shí)，這個(gè)誤差就很明顯。SR10-0.04球面的加工誤差分析見(jiàn)圖2。圖中，M線為加工程序所描述的P點(diǎn)的軌跡，即工件的理想尺寸，而實(shí)際加工后的輪廓是N線，陰影就是少切削的實(shí)體部分，即加工誤差。我們利用CAXA電子圖版中的“ 元素屬性查詢(xún)”功能，查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧，最大誤差約為0.17mm，如果這個(gè)誤差在公差范圍內(nèi)，我們可以忽略它，否則我們就要采取措施去消除它。

　　加工誤差分析

　　3 誤差的消除方法

　　方法1：改變編程尺寸

　　編程時(shí)，調(diào)整刀尖的軌跡，使得圓弧形刀尖實(shí)際加工輪廓與理想輪廓相符。以SR10-0.04球面加工為例，編程時(shí)我們只需將精車(chē)程序段做如下改動(dòng)即可：

　　改變前

　　…

　　N100 G00 X0 Z50

　　N105 G03 X10 Z42 R10 FO.1

　　…

　　改變后

　　…

　　N100 G00 X0 Z50

　　N105 G03 X10 Z42 R10.4 FO.1

　　…

　　方法2：以刀尖圓弧中心為刀位點(diǎn)編程

　　步驟如下：繪制工件草圖→以刀尖圓弧半徑r 和工件尺寸為依據(jù)繪制刀尖圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡→計(jì)算圓弧中心軌跡特征點(diǎn)→編程。在這個(gè)過(guò)程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點(diǎn)計(jì)算略顯麻煩，如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點(diǎn)的坐標(biāo)查詢(xún)功能來(lái)完成此項(xiàng)工作，則顯得十分方便。另外，采用這種方法加工時(shí)，操作者要注意以下兩點(diǎn)：1)檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的r 值是否與程序中的r 值相符；2)對(duì)刀時(shí)，要把r 值考慮進(jìn)去，即：如果對(duì)刀得到的刀補(bǔ)值為x(X軸)和y(Z軸)，則實(shí)際應(yīng)該輸入的刀補(bǔ)值為x-2r 和y-r。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　本文主要是以外緣凸弧的加工為例進(jìn)行討論的，其它類(lèi)型的弧面、錐面也存在類(lèi)似的問(wèn)題，本文不再贅述。