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数控车削中关联尺寸检测原理及环境(二)

新闻要点  发表时间:2005/9/5 10:04:30   点击:616
高质量的可转位刀具的选择

  加工刀具在关联尺寸检测法中的地位也非常重要。刀具的材料、几何尺寸、以及刚性都会对加工产生影响。特别是刀具的耐磨性,在先进的加工工艺中,为了保证零件的高精度和低表面粗糙度值,通常采用较高的切削速度和较小的进给量,而在刀具连续加工的行程中,要求刀具的磨损量要很小,达到可忽略不计的情况,这样给刀具的耐磨性提出了较高的要求。另外,刀尖圆弧半径R在加工中的影响也不容忽视。对于所有关联尺寸是直径尺寸的零件,刀尖圆角R是否<标准,对尺寸没有影响。但对于有型面的尺寸,圆角R是否标准,对尺寸有很大的影响(见图R)。手工磨削的刀具,刀尖R没有一个固定的尺寸,并且刀具磨损重修后的R和初始R很难一致;而可转位刀片,由于是系列化生产,刀尖R的公差控制在很小的范围内,一般都只有±0.02mm,并且R尺寸作为刀片的基本参数一般都明确地表示在刀片说明书上,给加工带来很大的方便。所以必须选用高质量的可转位刀片。  

  刀具的材质,几何角度在关联尺寸加工中也有很大的关系:(1)特别是针对不同的被加工材料应根据它的可切削性热处理状态,以及工艺安排来选择加工刀片。而材料的可切削性并不是材料的一般释义或标准性能,通常与加工条件,工序难易程度联系在一起。比如不锈钢在加工中随着直径的改变就有一些特性出现:断屑困难,较高的切削力以及产生切屑瘤和较大的加工硬化趋向。所以对于加工固溶状态的不锈钢,应选择锋利切屑刃,正前角槽型,开放式的断屑槽,强化的切屑刃和必须具有大的、设置很好的支撑面以及具有很好稳定性的刀片。(2)为了保证刀具在相对宽阔的区域内加工,使切屑能轻松脱离加工区,而不对加工造成诸如:切屑堵塞,划伤加工表面等问题,所以对刀片的断屑槽型也要进行精心选择。

  G41、G42、G96功能的应用

关联尺寸检测法的原理还要求,零件的加工状态要一致。并且还要消除刀尖半径R对加工的影响,所以必须选用具有G41(刀具左偏半径补偿),G42(刀具右偏半径补偿),G96(恒定切削速度)功能的高性能CNC车床。

  在直线和型面尺寸构成的关联尺寸中,由于存在刀尖R,在加工中会出现由于刀尖R而造成的误差,称为刀尖R误差。

  由于在加工型面时,切削点不断地变化,而在程序编制中是以设定的程序切削点来编制程序。在加工直线段时,实际切削点与程序设定的切削点重合,不会出现刀尖R误差。但在加工型面时,实际切削点与设定切削点不重合,并且不断变化,所以造成型面尺寸失真。而要消除刀尖R误差必须经大量的计算且连续补偿。G41、G42的功能就是对刀尖R所造成的误差实行计算机连续补偿。

  为了保证刀具在加工中的状态一致,要求加工参数也要一致。而切削速度就是一个很重要的参数。实验表明:直径差在20~20mm的范围内,在其他切削参数相同的情况下,转数相同(切削速度不同),偏离基本尺寸误差可达0.01~0.02mm以上。

  六、测量的软件环境

  实行关联尺寸检测法的加工基础是:CNC程序合格。

  判定程序是否合格,可以用CNC机床控制系统的图形模拟功能或者专用的程序检测软件,如:EDSVeri cut程序检测软件。

  程序中零件基本尺寸的确定。

  程序中表示的零件尺寸是零件在理想状态下的尺寸,是没有加工误差的。但实际加工并非如此,所以程序中零件基本尺寸的确定就很重要。用外圆刀连续加工出f20、f25的外圆,以f20为基准尺寸。程序编制以f20、f25为零件基本尺寸;若不考虑刀尖高度偏差,刀具磨损,在加工参数一致的情况下,由于有对刀时的检验误差,实际加工出的尺寸不是f20,可能比f20大或小一点。

假设基准尺寸f20的实际加工尺寸为f19.95,那关联尺寸f25应为f24.95。这样虽然基准尺寸合格,但关联尺寸就超差了。

  程序中零件基本尺寸确定原则:(1)程序中零件的基本尺寸应是零件的中间尺寸。如:图纸尺寸为f20-0.12,程序中零件的基本尺寸就为f19.94。(2)程序中零件的基本尺寸应与其他的基本尺寸相协调。(3)程序中零件的基本尺寸应根据刀尖高度偏差d和对刀基准圆的大小做相应的调整。

  七、工艺安排

  通过试切,控制刀尖高度偏差d。

  选择合理的加工参数。

  安排合理的加工路线。对于被加工材料属于铜合金等有色金属,在精加工结束后,安排一道无余量加工(空走刀)工序。对于合金钢等普通材料精加工后,可根据具体情况来决定无余量加工工序。

  选择正确的冷却方式。冷却必须充分,建议不采用干切加工。排屑不好,加工区域狭窄时,宜采用中心冷却方式。

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