在數(shù)控車削中,車刀的刀尖高誤差會影響車削工件的尺寸精度,這在車削高精度階梯軸類零件時尤為明顯。因?yàn)閿?shù)控車削時,刀具的進(jìn)給尺寸靠數(shù)控程序設(shè)定,而且人們往往習(xí)慣于對車削階梯軸類零件采用一把刀將大、小外圓連續(xù)一刀車成,這樣,對于加工精度高的階梯零件,如其大、小外圓的公差值在IT7級以內(nèi),人們往往會發(fā)現(xiàn)在程序編制正確的情況下,小外圓尺寸在公差以內(nèi),而大外圓尺寸卻不對,或者相反;鏜階梯孔也如此,這就是由刀具的刀尖高誤差引起的,下面就刀具刀尖高誤差對加工零件尺寸精度的影響作一下分析。
圖1所示為大圓半徑為R,小圓半徑為r的階梯軸零件,當(dāng)車刀刀尖和工件回轉(zhuǎn)軸心線等高時,車削的臺階尺寸為L;當(dāng)車刀刀尖低于或高于工件軸心線時,要滿足大、小軸的尺寸要求,需車削的臺階尺寸為l,顯然L≠l,也就是說從大外圓開始車削至數(shù)控程序設(shè)定值時,小外圓沒有達(dá)到尺寸要求,明顯存在誤差。
假設(shè)正常刀尖高時,刀具從P點(diǎn)切削到Q點(diǎn),徑向進(jìn)給尺寸為L,如刀尖低于工件軸心線高度為h,則刀具實(shí)際切削路徑變成從N到M點(diǎn)就開始了小外圓的切削,即PQ=NM=L,此時以O(shè)點(diǎn)為圓心,OM為半徑作圓,交OP于T點(diǎn),這樣小外圓的尺寸誤差即為QT,設(shè)QT=d,d的大小可通過下面的幾何運(yùn)算求得。
已知:PQ=NM=L;OS=h;OT=OM;ON=R;OQ=r,
SN=(ON2-OS2)½=(R2-h2)½
SM=SN-MN-L=(R2-h2) ½-L
OM=(OS2+SM2)½={h2+[(R2-h2) ½-L]2}½=[R2+L2-2L(R2-h2)½]½
d=QT=OT-OQ=OM-r=[R2+L2-2L(R2-h2)½]½-r
以上即為小外圓尺寸誤差d的計算公式,通過此式可定量計算出小外圓的尺寸誤差。
下面通過具體例子的計算,來進(jìn)一步說明d和h的關(guān)系。
如連續(xù)車削的階梯軸零件,大外圓直徑為14mm,小外圓的直徑為10mm,那么通過上式可以求得h和d的關(guān)系。
再如連續(xù)車削的階梯軸零件,大外圓直徑為100mm,小外圓的直徑為20mm,那么通過上式可以求得h和d的關(guān)系。
從以上兩例的計算結(jié)果可以看出,對于加工高精度的階梯軸(孔)類零件,刀尖高誤差的影響往往不能忽視,特別是兩軸(孔)的直徑相差越大,刀尖高的誤差對尺寸精度的影響也就越大。