车刀刀尖圆弧半径对加工的影响课件

刀尖圆弧半径对加工质量的影响

---车刀姓名：张鸿鸯学号：14721566刀尖圆弧半径对加工质量的影响

---车刀目录刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响2刀尖圆弧半径对加工零件粗糙度的影响3误差补偿措施4目录刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响2刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径的概念13刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在着一个刀尖圆弧，它的半径是一个难于准确测量的一个数值。若以假想的刀尖位置为切削点[图(a)]，则在数控车削中编程很简单。但因为任何刀具都存在着刀尖圆弧，所以当车削外圆柱面或端面时[图(b)]，刀尖圆弧的大小并不起作用。刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在4刀尖圆弧半径的概念但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，将会影响零件的加工精度[图(c)、(d)]。以假想刀尖位置编程时会出现过切现象和欠切现象。刀尖圆弧半径的概念但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，将会影响零5刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响2刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响26众所周知,被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。由于刀尖圆弧半径的存在,使得刀具运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异,由此引起被加工零件的轴向及径向尺寸误差,从而影响零件的加工精度。因被加工零件的表面形状各异,所以引起的差异也各不相同,下面将依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异。众所周知,被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点7现以车削圆柱工件为例分析如下:如图所示,设被加工工件表面的轴向尺寸是由车刀的刀尖圆弧顶点A来保证的,并按此进行分析。

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响现以车削圆柱工件为例分析如下:如图所示,设被加工工件表面的轴8a)当车刀主偏角kr为90°时1)设(D-d)/2等于切削深度并大于或等于刀尖圆弧半径r,由图(a)可知其轴向尺寸位移误差Δh为:Δh=h1-h=r式中:h1———图样给定的轴向尺寸;

h———实际的轴向尺寸。这时,车刀位移的实际轴向尺寸为:h=h1-Δh=h1-r。2)设(D-d)/2等于切削深度并小于r,由图(b)可知其轴向尺寸位移误差Δh为:Δh=BC=刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响a)当车刀主偏角kr为90°时刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件9刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

10刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

11刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响车削加工单段锥体类零件表面时,车刀与被加工零件的位置关系见图3。刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响车削加工12刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响由此分析可知:当刀具位移a时,形成锥体轴向长度b′,大端半径R=BH,而此时如果加工圆柱体,刀尖顶点A形成的零件加工半径R′=EG,锥体部的轴向长度减短,从而使得锥体部轴向长度由b′变为b,所以锥体轴向变化量Δa为:Δa=a-b。∵B′C′=BC=rsinα∴a=b′即Δa=b′-b=BF。因为刀尖圆弧同时相切于锥体和圆柱体的B、A两

点,由几何关系得:Δa=rcosαtan(α/2)此时刀具实际轴向位移a为:a=b′=b+Δa=b+rcosαtan(α/2)刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响由此分析可知:当13刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响径向尺寸变化量Δa′=R-R′=BH-EG=EF=r(1-cosα)径向实际尺寸EG=BH-Δa′=BH-r(1-cosα)由此可得结论:对于单段外锥体零件的加工,由于车刀刀尖圆弧半径的存在,锥体的轴向尺寸、径向尺寸均发生变化,且轴向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而增大,径向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而减小。刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响径向尺寸变化量Δ14刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响车削加工球体类零件表面时,车刀刀尖与被加工零件的位置关系如图4所示。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响车削加工球体类零件表面15刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响设定由内向外走刀。当加工整半球时,刀尖处于位置I。由于加工是按刀具圆弧的中心轨迹运行的,所以此时轴向尺寸的变化量均为Δa=b-a=r,而当加工非整半球面时,刀具处于位置Ⅱ,因为此时刀尖圆弧是B点而不是A点与零件相切,所以加工中轴向尺寸的变化量Δa为:

Δa=b-a=EF=rsinαα—零件球面夹角此时刀具的实际轴向位移长度a=b-Δa=(R-r)sinα。同理可知,当加工外球面时,Δa应取负值。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响设定由内向外走刀。当加16刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响由此可得结论:对于内球面零件的加工,由于车刀刀尖圆弧半径的存在,使得被加工零件的轴向尺寸发生变化,且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大,随球面夹角的增大而增大。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响由此可得结论:对于内球17

3刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度的影响3刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度的影响18在吃刀深度相同的条件下,随着刀尖圆弧半径R的减小,工件的粗糙度增大,这是因为当R减小时刀尖就变得越来越小,同时工件上切削的残留面积也就越来越大,直至R=0。根据粗糙度的计算方法k=0.0321f/R式中k—粗糙度值f—进给量R—刃口圆弧半径在吃刀深度相同的条件下,随着刀尖圆弧半径R的减小,工件19结论：可以看出R越小,工件的粗糙度越大。因此从加工表面的粗糙度方面考虑,我们应该选择尽可能大的刃口圆弧半径。结论：20误差补偿措施4误差补偿措施421针对由于刀尖圆弧半径所引起的各类零件表面形状的差异,在实际生产加工中可采取以下措施来消除或减小误差：(1)编程时,通过简单的几何计算,将实际需要的弧形刀尖的轨迹换算成假想的刀尖轨迹,并以此为依据调整刀尖的轨迹,使得圆弧形刀尖实际加工轮廓与理想轮廓相符。(2)以刀尖圆弧中心为刀位点编程,也就是以刀尖圆弧半径r和工件尺寸为依据绘制刀尖圆弧运动轨迹和零件草图,计算圆弧中心轨迹特征点,进行编程。在这个过程中刀尖圆弧中心轨迹的绘制及其特征点计算略显繁琐,如果使用CAD软件中等距线的绘制功能和点的坐标查询功能来完成此项操作则显得十分方便。但是,采用这种方法加工时,注意以下两点:检查所使用刀具的刀尖圆弧半径的r值是否与程序中的r值相符;对刀时,要把r值考虑进去。针对由于刀尖圆弧半径所引起的各类零件表面形状的差异,在实际22

23.ThankYou!.ThankYou!

刀尖圆弧半径对加工质量的影响

---车刀姓名：张鸿鸯学号：14721566刀尖圆弧半径对加工质量的影响

---车刀目录刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响2刀尖圆弧半径对加工零件粗糙度的影响3误差补偿措施4目录刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响26刀尖圆弧半径的概念1刀尖圆弧半径的概念127刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在着一个刀尖圆弧，它的半径是一个难于准确测量的一个数值。若以假想的刀尖位置为切削点[图(a)]，则在数控车削中编程很简单。但因为任何刀具都存在着刀尖圆弧，所以当车削外圆柱面或端面时[图(b)]，刀尖圆弧的大小并不起作用。刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在28刀尖圆弧半径的概念但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，将会影响零件的加工精度[图(c)、(d)]。以假想刀尖位置编程时会出现过切现象和欠切现象。刀尖圆弧半径的概念但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，将会影响零29刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响2刀尖圆弧半径对加工各类零件表面的影响230众所周知,被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。由于刀尖圆弧半径的存在,使得刀具运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异,由此引起被加工零件的轴向及径向尺寸误差,从而影响零件的加工精度。因被加工零件的表面形状各异,所以引起的差异也各不相同,下面将依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异。众所周知,被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点31现以车削圆柱工件为例分析如下:如图所示,设被加工工件表面的轴向尺寸是由车刀的刀尖圆弧顶点A来保证的,并按此进行分析。

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响现以车削圆柱工件为例分析如下:如图所示,设被加工工件表面的轴32a)当车刀主偏角kr为90°时1)设(D-d)/2等于切削深度并大于或等于刀尖圆弧半径r,由图(a)可知其轴向尺寸位移误差Δh为:Δh=h1-h=r式中:h1———图样给定的轴向尺寸;

h———实际的轴向尺寸。这时,车刀位移的实际轴向尺寸为:h=h1-Δh=h1-r。2)设(D-d)/2等于切削深度并小于r,由图(b)可知其轴向尺寸位移误差Δh为:Δh=BC=刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响a)当车刀主偏角kr为90°时刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件33刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

34刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

35刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响车削加工单段锥体类零件表面时,车刀与被加工零件的位置关系见图3。刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响车削加工36刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响由此分析可知:当刀具位移a时,形成锥体轴向长度b′,大端半径R=BH,而此时如果加工圆柱体,刀尖顶点A形成的零件加工半径R′=EG,锥体部的轴向长度减短,从而使得锥体部轴向长度由b′变为b,所以锥体轴向变化量Δa为:Δa=a-b。∵B′C′=BC=rsinα∴a=b′即Δa=b′-b=BF。因为刀尖圆弧同时相切于锥体和圆柱体的B、A两

点,由几何关系得:Δa=rcosαtan(α/2)此时刀具实际轴向位移a为:a=b′=b+Δa=b+rcosαtan(α/2)刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响由此分析可知:当37刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响径向尺寸变化量Δa′=R-R′=BH-EG=EF=r(1-cosα)径向实际尺寸EG=BH-Δa′=BH-r(1-cosα)由此可得结论:对于单段外锥体零件的加工,由于车刀刀尖圆弧半径的存在,锥体的轴向尺寸、径向尺寸均发生变化,且轴向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而增大,径向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而减小。刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件

表面的影响径向尺寸变化量Δ38刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响车削加工球体类零件表面时,车刀刀尖与被加工零件的位置关系如图4所示。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响车削加工球体类零件表面39刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响设定由内向外走刀。当加工整半球时,刀尖处于位置I。由于加工是按刀具圆弧的中心轨迹运行的,所以此时轴向尺寸的变化量均为Δa=b-a=r,而当加工非整半球面时,刀具处于位置Ⅱ,因为此时刀尖圆弧是B点而不是A点与零件相切,所以加工中轴向尺寸的变化量Δa为:

Δa=b-a=EF=rsinαα—零件球面夹角此时刀具的实际轴向位移长度a=b-Δa=(R-r)sinα。同理可知,当加工外球面时,Δa应取负值。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响设定由内向外走刀。当加40刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响由此可得结论:对于内球面零件的加工,由于车刀刀尖圆弧半径的存在,使得被加工零件的轴向尺寸发生变化,且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大,随球面夹角的增大而增大。刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响由此可得结论:对于内球41

3刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度的影响3刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度的影响42在吃刀深度相同的条件下,随着刀尖圆弧半径R的减小,工件的粗糙度增大,这是因为当R减小时刀尖就变得越来越小,同时工件上切削的残留面积也就越来越大