不同轉速車牙

文章日期：2008-10-03 14:22

小偉來信提到要以不同主軸轉速來車牙，因為在機台上高速車牙會震刀，故想先用低速完牙，再用高速當精修，如此一來，粗車與精車牙能重合嗎？

Ans：初看到這個問題，有點驚訝，很少看到CNC車牙要兩種主軸轉速，因為即使是使用G32或G92指令來粗車，也可藉著Z軸的移動來造成單刃車牙以避免牙刀振刀(至於G76，其本身則就是以單邊進刀模式車牙了)，無須兩段速度車牙。

車牙時牙刀的前導距要大於NF/400，在實際使用上，一般都選用比這個值大，以策安全，至於不同的主軸轉速會不會引起亂牙？原本我以為只要這前導距都放在同樣位置且都大於NF/400，就不會亂牙，沒想到一經試車，真的有影響...

假設低速車牙時主軸轉速為N1，牙刀的前導距S1，高速車牙時主軸轉速為N2，牙刀的前導距S2，經實驗之後，S2減去S1約略等於(N2-N1)*F/400，而且這分母可能還要再小一點(猜側值約390)，兩種主軸轉速的車牙才會更重合，不過，如果未能找到使用機台的準確分母，最好還是不要用兩段轉速車牙，因為在精車時，牙刀已深入了，細微之差都可能使牙面毀掉。

為甚麼是除以400呢？我想這1/400應該是Fanuc控制器的分度計數單位，Fanuc控制器都有分度的起點(M19可以找到)，當控制器讀到車螺紋的指令時(G92或G32)，牙刀便從分度起點開始移動，並以每1/400的分度單位計數， 一直到NF/400，才鎖定車牙螺旋線，舉例來說，假設N1=400PRM，F=2mm，前導距原本採用10mm，則 N1*F1/400 = 2mm，也就是說CNC車床在前導距10-2=8mm的地方才是N1=500PRM螺旋線的起點，又假設N2=1000PRM，F=2mm，前導距為10mm，則 N2*F/400 = 5mm，則CNC車床在前導距10-5=5mm的地方為N2=1000PRM螺旋線的起點，所以，不同的車速，CNC控制器鎖定的車牙螺旋線的起點就不一樣，也就會造成亂牙，因此，對於高速的精車牙，前導距得再加長(N2-N1)F/400 = (1000-400)*2/400=3mm，亦即前導距為10+3=13mm，才可以和低速粗車牙的前導距10mm重合，不過，車牙在高速運轉(N*F必需小於4000)時，NF/400的計數就比低速時為多，想必有它的累計誤差，這誤差值是多少，只能就該機器實驗看看了，Fanuc公司對於控制器的機密一直防得很緊，尤其是被技殖民的台灣，一般人是連碰都不可，技術文件也一直不開放，以免台灣人學會了就管不住了，以上我講的1/400的原由，純屬猜測，沒有證實，如果有哪位大大知道它的原理，還請告知...

此外，如果粗車牙是以G76完成，由於G76會自動改變每刀車牙的前導距，以便以單刃進刀模式車牙，故G76車完之後，最後一刀的前導距已經比最初的前導距減少了半個導程(這值有誤，請參考文末的後記)，所以如果最後要用G32或G92指令進行高速精車，除了原本的前導距的值要加上(N2-N1)*F/400之外，要記得還要再減去半個導程。

最後，感謝小偉來信討論，這樣大家的技術才會更精進…

後記 : 小熊家長來信指正，G76最後一刀的前導距的位置偏差 = 車牙總深度*TAN30，也是，一時不察，因為車牙時不是用全牙深(0.866P)來車，所以得要用實際的車牙深度再乘以TAN30，如下圖所示，(如果是全牙深，其牙頂及牙底都是尖的，且其牙深剛好等於正三角形的高=0.866P*TAN30=0.5P)，不過這0.5P只是理論的位置偏差，不是實際的位置偏差，在此改正，並感謝小熊的來信指正。