在數(shù)控車(chē)削中,車(chē)刀的刀尖高誤差會(huì)影響車(chē)削工件的尺寸精度,這在車(chē)削高精度階梯軸類(lèi)零件時(shí)尤為明顯。因?yàn)閿?shù)控車(chē)削時(shí),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(duì)車(chē)削階梯軸類(lèi)零件采用一把刀將大、小外圓連續(xù)一刀車(chē)成,這樣,對(duì)于加工精度高的階梯零件,如其大、小外圓的公差值在IT7級(jí)以?xún)?nèi),人們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)在程序編制正確的情況下,小外圓尺寸在公差以?xún)?nèi),而大外圓尺寸卻不對(duì),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(duì)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(chē)刀刀尖和工件回轉(zhuǎn)軸心線(xiàn)等高時(shí),車(chē)削的臺(tái)階尺寸為L(zhǎng);當(dāng)車(chē)刀刀尖低于或高于工件軸心線(xiàn)時(shí),要滿(mǎn)足大、小軸的尺寸要求,需車(chē)削的臺(tái)階尺寸為l,顯然L≠l,也就是說(shuō)從大外圓開(kāi)始車(chē)削至數(shù)控程序設(shè)定值時(shí),小外圓沒(méi)有達(dá)到尺寸要求,明顯存在誤差。
假設(shè)正常刀尖高時(shí),刀具從P點(diǎn)切削到Q點(diǎn),徑向進(jìn)給尺寸為L(zhǎng),如刀尖低于工件軸心線(xiàn)高度為h,則刀具實(shí)際切削路徑變成從N到M點(diǎn)就開(kāi)始了小外圓的切削,即PQ=NM=L,此時(shí)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(guò)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(jì)算公式,通過(guò)此式可定量計(jì)算出小外圓的尺寸誤差。
下面通過(guò)具體例子的計(jì)算,來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明d和h的關(guān)系。
如連續(xù)車(chē)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(guò)上式可以求得h和d的關(guān)系。
再如連續(xù)車(chē)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(guò)上式可以求得h和d的關(guān)系。
從以上兩例的計(jì)算結(jié)果可以看出,對(duì)于加工高精度的階梯軸(孔)類(lèi)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(duì)尺寸精度的影響也就越大。