數(shù)控車工巧用刀偏進(jìn)行切槽加工

河南省許昌市高級(jí)技工學(xué)校 (461000) 杜 羽

溝槽的加工是車床加工中一種常見的加工內(nèi)容，是數(shù)控車工的一項(xiàng)基本功。車床上常見的槽是外溝槽、內(nèi)溝槽和端面槽。溝槽的加工工藝特點(diǎn)是:切削力較大，易振動(dòng)，出屑困難，槽的表面粗糙度達(dá)不到要求，溝槽的位置和槽寬的尺寸精度要求不易保證等。而數(shù)控車床進(jìn)行切槽加工時(shí)，如果槽刀磨損進(jìn)行刃磨或損壞進(jìn)行車刀更換時(shí)，程序要相應(yīng)地進(jìn)行修改，操作麻煩，易出錯(cuò)。針對槽的加工特點(diǎn)，合理編制程序，可方便操作，更易保證槽的尺寸。下面以外圓溝槽為例來說明利用切槽刀兩刀尖點(diǎn)編程加工的技巧。

數(shù)控車工在車槽時(shí)，一般是利用切槽刀的左刀尖進(jìn)行對刀，進(jìn)而控制切槽的位置精度;而槽寬是根據(jù)切槽刀的寬度進(jìn)行控制，如果槽寬小于5 mm，可以用一把等于槽寬的切槽刀橫向進(jìn)刀，直接將槽車出。但是車刀的刃磨需要將槽刀主切削刃寬磨成相應(yīng)槽寬的尺寸，使用時(shí)要嚴(yán)格控制切槽刀的刀頭寬度尺寸，車刀刃磨精度高，刃磨困難，且槽刀在使用過程中主切削刃會(huì)存在磨損，在進(jìn)行修磨時(shí)，主切削刃寬度減小，滿足不了工件尺寸精度要求，需要重新修改程序，增大工作量。一般情況下，可以用等于槽寬的切槽刀一次車出或一把略小于槽寬的槽刀，二次或多次擴(kuò)槽，直至達(dá)到溝槽的尺寸精度要求，實(shí)際加工中以后者的情況居多。當(dāng)槽寬大于5 mm時(shí)，需要多次車削，進(jìn)行借刀、接刀操作，達(dá)到寬槽的尺寸要求。例如圖1所示的工件，其中切槽刀寬度設(shè)為4.5 mm。以華中世紀(jì)星HNC數(shù)控系統(tǒng)為例，程序編制如下:

圖1

這樣是用槽刀的一個(gè)刀尖點(diǎn)編程，當(dāng)?shù)毒吣p、損壞，更換不同寬度的切槽刀時(shí)，程序尺寸需要重編，操作者很難保證槽的寬度尺寸。例如當(dāng)車刀磨損，切削刃寬度變成4.4 mm時(shí)，程序需改變?yōu)?/p>

其余程序同上

此時(shí)需要改變程序，并執(zhí)行新的程序，計(jì)算過程中容易出現(xiàn)問題，編程時(shí)還要修改程序，增加工作量。能不能在換刀時(shí)或同一工件的程序編寫時(shí)，程序無須變動(dòng)，僅僅通過對刀操作就能完成工件的加工要求呢?技巧是用切槽刀的兩個(gè)刀尖點(diǎn)編程，刀具磨損或換切槽刀程序都不用變，操作者容易掌握，槽的寬度尺寸好保證。編程時(shí)切槽刀左刀尖的切削終點(diǎn)坐標(biāo)為槽的左底部坐標(biāo)，當(dāng)車削一刀過后，剩余余量由右刀尖完成，程序的終點(diǎn)坐標(biāo)為槽的右底部坐標(biāo)，這樣同一個(gè)工件的加工程序就不用變化，不考慮切槽刀的實(shí)際尺寸，車刀拆卸和磨損時(shí)，無須修改程序。

試切法對刀是實(shí)際中應(yīng)用最多的一種對刀方法。下面以采用華中世紀(jì)星HNC數(shù)控系統(tǒng)車床為例，來介紹具體操作方法。

工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，對刀時(shí)，左刀尖刀補(bǔ)為02刀補(bǔ)，右刀尖可以選擇一個(gè)不常用的刀補(bǔ)，例如09刀補(bǔ)。先用左刀尖對刀，移動(dòng)刀架至工件原先試切一段外圓 (此外圓為先前外圓刀所車外圓，假設(shè)此外圓直徑為50.00 mm)，使切槽刀接觸外圓蹭出一條亮線，此時(shí)切槽刀切削刃所在的外圓即為原來的工件直徑50.00 mm外圓。然后保持X坐標(biāo)不變，移動(dòng)Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑 (此時(shí)工件外圓為外圓刀所車外圓50.00 mm)。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的試切直徑中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用刀具當(dāng)前X坐標(biāo)減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的位置，即X偏置。此時(shí)車刀的左右切削刃為同一直徑值(即02、09刀補(bǔ)值相同)，即對出X值 (見圖2)。

圖2

再移動(dòng)刀具試切工件端面，此時(shí)刀具左刀尖所在Z坐標(biāo)為0，徑向退刀，在刀具參數(shù)刀補(bǔ)02中的刀寬中輸入Z0，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將此時(shí)刀具的Z坐標(biāo)減去剛才輸入的數(shù)值，即得工件坐標(biāo)系Z原點(diǎn)的位置，即Z偏置數(shù)值 (見圖3)，這時(shí)切槽刀的左刀尖也已對刀完畢。然后在刀具參數(shù)右刀尖刀補(bǔ)09中的刀寬中輸入刀具主切削刃寬度 (切槽刀寬度為4.5 mm)。

這時(shí)切槽刀的左、右刀尖也已對刀完畢。在程序中使用左刀尖車削時(shí)調(diào)用T0202，2#車刀2#刀補(bǔ);在程序中使用右刀尖車削時(shí)調(diào)用T0209，2#車刀9#刀補(bǔ)，就可以成功建立出工件坐標(biāo)系。所編加工程序如下:

圖3

程序中不考慮切槽刀對程序的影響。程序在生產(chǎn)加工的過程中，不受切槽刀尺寸的影響，不用修改程序，降低編程難度，減少生產(chǎn)輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)?shù)毒吣p、損壞，更換不同寬度的切槽刀時(shí)，車刀只需對刀時(shí)設(shè)定刀偏，刀具磨損時(shí)修改Z磨損，而不必修改程序，方便操作。

例如，當(dāng)切槽刀磨損時(shí)，操作人員刃磨車刀，重新安裝時(shí)，執(zhí)行原來對刀操作，先對左刀尖，再對右刀尖，假設(shè)此時(shí)切槽刀刃磨后，切削刃刀寬由原來的4.5 mm減少為4.4 mm。對刀時(shí)只需在先前對刀的基礎(chǔ)上輸入4.4 mm(見圖4)，這是唯一改變的地方，其余操作與原來一致。

圖4

如果在車削過程中，車刀產(chǎn)生磨損，只需修改磨損量。例如，當(dāng)測量臺(tái)階長度為29.90 mm時(shí)，此時(shí)切槽刀少切0.1 mm，即左刀尖磨損值為0.1 mm時(shí)，這時(shí)可以調(diào)整左刀尖刀偏#0002的Z磨損量如圖5所示。

圖5

當(dāng)測量發(fā)現(xiàn)槽位置正確，但是槽寬不夠，假設(shè)槽寬為4.90 mm，槽寬小0.1 mm，可以判定該切槽刀右刀尖磨損，磨損量為0.1 mm，刀偏Z磨損值為－0.10 mm，即可調(diào)整刀偏#0009磨損量如圖6所示。

圖6

數(shù)控車床巧妙利用切槽刀的左右刀尖點(diǎn)編程及調(diào)整程序，可以大大減少程序的頻繁改動(dòng)，方便操作，不易出錯(cuò)，更易保證槽的尺寸，提高工作效率。