車削加工中圓弧車刀干涉的問題

1、車削加工中圓弧車刀的干涉標(biāo)題1標(biāo)題標(biāo)發(fā)起圖1平凡車床用定型車刀車削圓弧形形狀在平凡車床的車削加工中，圓弧的車削通常是采取手工憑閱歷舉行車削的要領(lǐng)來完成，大概用定型車刀 舉行車 削（如圖1所示）。前者很難包管力口工精度；后者對刀具的要求比較高，重要是刀具的外形必要與工件的 外形完全符合。對付小量量多規(guī)格的生產(chǎn)，刀具的制造資本高。圖2平凡外圓車刀的外型隨著cnc技能的快速成長，對付軸類零件的圓弧形形狀，人們采取cnc車床對其舉行加工，而利用的刀具為平凡外圓車刀（如圖2所示），取得了肯定的結(jié)果。用這種加工要領(lǐng)加工的圓弧形外廓的走刀軌跡很精 確，但其加工的型面位置受到一些限定，加工的型面只能是第二象限

2、的型面（車床只可以或許加工第一、二象限的圓弧型面），倘若是跨象限的型面就有大概在第一象限內(nèi)受到刀具后角的干涉（如圖3所示）而產(chǎn)生廢品。普通外商車刀一 干涉區(qū)工件圓弛輪廊線圖3平凡外圓乍刀的干涉圖5尖刀加工圓弧型面因此，我們議決分析，采取了在cnc車 床上用圓弧車刀（如圖1所示）對圓弧形 外廓舉行加工，圓弧車刀加工的工件雖然 很俊秀但依然存在干涉標(biāo)題。本文試圖用 編程的要領(lǐng) 辦理圓弧車刀的干涉標(biāo)題。2車刀的走刀軌跡分析下面以圖4所示零件為例對車削圓弧的走 刀軌跡舉行分析。通常環(huán)境下，用手工編程的要領(lǐng)所編的加工 步驟都雷同以下步驟（只式樣圓弧加工步 驟）：圖4軸類零件的圓弧形形狀N100 M06

3、TO101;01號刀具為圓弧刀具N110G00 X22 Z-16;快速靠近圓弧肇始點N120 G01 X20 Z-16 F200 S500;進給到圓弧的肇始點N130 G02 X20 Z-34 112 K-9:順時針加工圓弧N140 G01 X22 Z-34;徑向退刀加工后的零件憑肉眼看，圓弧的形狀雷同于所要求的圓弧，表面很好。但是用卡尺丈量不難發(fā)覺，加工出來的 圓弧并不悅足圖紙的設(shè)it。求，圓弧的出發(fā)點與盡頭的隔斷沿Z軸方向總是變大。分析尺寸變大的因為，發(fā)覺 圓弧刀具與實際工件圓弧面產(chǎn)生了千涉，從而影響了零件的精度和質(zhì)量。為此，我們將圓弧車刀換成尖刀（如 圖5所示）來加工圓弧，根本可以或許到

4、達計劃要求。在精度、刀具強度等各方面條件允許的環(huán)境下，確實有 一些圓弧面完全可以用尖刀刀具來完成。但是，這種環(huán)境是有限定條件的。除了外貌粗糙度等各方面的限定， 另有尖刀刀具角度的限定等。如圖6所示，假設(shè)出發(fā)點為A點，盡頭為B點，最高點為C點。尖刀刀具的刀位點是根據(jù)圓弧ACB走刀 的。取圓弧ACB中的恣意點D來分析。當(dāng)尖刀的刀位點在D點打仗圓弧時，連合0D議決D點作圓弧ACB 的切線L2,再作Z軸的筆直線L3,L2與L3形成一夾角a,圓弧各點的斜率都不雷同，從A到C,切線L2的斜率 漸漸減小，而這些切線與L3的夾角卻漸漸增大，即a漸漸增大。圖7圓弧刀加工原理圖尖刀刀具有肯定的角度，我們定義尖刀的

5、刀背與z軸 的筆直線所成的夾角為b,刀具裝夾完畢后,P的值就穩(wěn) 固穩(wěn)固了，a與b就決定著刀具與圓弧面是否產(chǎn)生 干 涉。從圖6中很容易得出：當(dāng)a>b時，刀具與圓弧面 不產(chǎn)生干涉；當(dāng)avb時，刀具與圓弧面就產(chǎn)生干涉。b 是穩(wěn)固的，而a是變化的，以是，只要找出a的最小值 與b舉行比較，就能鑒定在整個加工進程中是否產(chǎn)生干 涉。議決圖6發(fā)覺，在肇始點a時a最小。a點在oc上 的投影為e,連合ae。根據(jù)對頂角與直角的性子，可得 出a，=a。當(dāng)e點與o點漸漸靠近，乃 至重適時，a越來 越小，最小時為0,而刀尖角度b是不大概為0,故用尖 刀刀具加工圓弧時，圓弧的弧度受到肯定的限定。大略 地說，一些圓弧用

6、尖刀加工 肯定產(chǎn)生干涉(圓弧cb與圓 弧ac對稱，如差錯稱，只要同樣分析謀劃即可)。用圓 弧刀具加工圓弧面時 采取本文的編程要領(lǐng)就不存在上述 的限定條件，具體分析如下：如圖7所示，假設(shè)所加工的圓弧半徑為R, 圓弧刀具半徑為r,由于刀位點(這里指刀具的頂點)總 是在刀具圓弧中央軌跡的筆直方向上增大一個r,故在 0點的筆直方向上取一點0',且00'隔斷為r。以0,為圓心， R-r為半徑作一圓弧，我們假設(shè)此圓弧便是刀位點的走刀軌跡?？梢宰C實，刀位點按此圓弧走刀后，切削出來的零件形狀便是半徑為R的圓弧型面。證實如下：取刀位點軌跡上的恣意一點D,對應(yīng)的刀具圓弧中央點為E。v DE 00,

7、均為筆直于Z軸的直線二DE/001又DE=00，=r二四邊形OEDO為平行四邊形 D07/E0D0JE0 (平行四邊形對應(yīng)邊平行且相稱) DO-EO=R-r故我們假設(shè)的圓弧完全精確以是，弧ACB與弧所對應(yīng)的中央角完全雷同，半徑分別為R和R-r。弧ACB便是所必要加工的圓弧 型 面。3出發(fā)點與盡頭確實定從圖7中可以看出，刀具圓心肇始點在A點，盡頭在B點，故刀具的刀位點的肇始點、盡頭分別為MNo只要謀劃出它們分別與A、B的位置干系以及O點的坐標(biāo)就可以編程了。在圖7中有：sin/AOP=AP/A0=|Xa-XO|/R(Xa> X0 為 A 點和 0 點的 X 軸坐標(biāo))A，Q=A，0sin /

8、AOP=(R-r)sin / AOP=(R-r)|Xa-XO|/R X,O=XOA,Q=XO(R-r)|Xa-X 0|/RXm=Xa-r=XO(R-r)|Xa-XO|/R-rcos/ A0P=0P/A0=|Za-Z0|/R （Za、ZO 為 A 點和 0 點的 Z 軸坐標(biāo)）PQ=AA'cosZ AOP=|Za-ZO|/R由此M點的Z軸坐標(biāo)可以議決A點的坐標(biāo)與PQ的值謀劃得到。同理可謀劃出N點的坐標(biāo)值。根據(jù)以上的謀劃結(jié)果，就可以編寫cnc加工步驟。以圖4所示零件為例，重新謀劃。選取圓弧刀具半徑 為=3, 根據(jù)半徑R=15及跨距為18,可得Xa=44 Xm=18.8Z Zm=-17.8； Xn=18.8； Zn=-32.202號刀具為所選圓弧刀具快速進給到指定位置徑向進給圓弧肇始點步驟如下：N100 M06 T0202;N110 GOO G90 X21 Z-17.8 M03;N120 GO1 X18.8 Z-17.8 F100;N130 G02 X18.8 Z-32.2 R12;加工圓弧N140 GO1 X21 Z-32.2;徑向退刀零件刀口工完畢后，議決嚴(yán)肅的查驗.完全符合計劃尺寸要求