什么樣的數(shù)控編程可提高數(shù)控機(jī)床的加工精度？

    在加工程序編制中，方法、技巧使用得當(dāng)，對(duì)保證和提高數(shù)控機(jī)床的加工精度有重要的意義。筆者在長期的實(shí)踐中，積累了一些編程經(jīng)驗(yàn)，介紹如下。

1 消除公差帶位置的影響

    零件的許多尺寸標(biāo)注有公差，且公差帶的位置不可能一致，而數(shù)控程序一般按零件輪廓編制，即按零件的基本尺寸編制，忽略了公差帶位置的影響。這樣，即使數(shù)控機(jī)床的精度很高，加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。 

    如圖1所示零件，Ø40尺寸為基軸制，Ø35尺寸為基孔制過渡配合，Ø25尺寸為基孔制過盈配合，3個(gè)尺寸的公差帶位置不同，如果編程仍按其基本尺寸Ø40、Ø35與Ø25，而不考慮公差帶位置的影響，就可能使某個(gè)尺寸加工不符合要求。解決問題的辦法有2種：

1) 按基本尺寸編程，用半徑補(bǔ)償考慮公差帶位置

    即仍然按零件基本尺寸計(jì)算和編程，使用同一車刀加工各處外圓，而在加工不同公差帶位置的尺寸時(shí)，采用不同的刀具半徑補(bǔ)償值。用這種方法，要先知道刀尖圓弧半徑(此零件加工軌跡與X軸、Z軸平行，可不必知道刀尖圓弧半徑)，所以使用不便，且只能適用于部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)。

2) 改變基本尺寸和公差帶位置

    即在保證零件極限尺寸不變的前提下，調(diào)整基本尺寸和公差帶位置。一般按對(duì)稱公差帶調(diào)整，調(diào)整后的基本尺寸及公差如圖2。編程時(shí)按調(diào)整后的基本尺寸進(jìn)行，這樣在精加工時(shí)用同一把車刀，相同的刀補(bǔ)值(本例加工軌跡與X軸、Z軸平行，可不刀補(bǔ))，就可保證加工精度。當(dāng)然，如果零件最終還要精加工(如精磨)，為保證磨削余量充裕，也可將基本尺寸稍稍加大(此時(shí)，公差帶就不對(duì)稱)。

2 消除機(jī)床間隙的影響

    當(dāng)數(shù)控機(jī)床長期使用或由于其本身傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的原因，有可能存在反向死區(qū)誤差。這時(shí)，可在數(shù)控編程和加工時(shí)采取一些措施，以消除反向死區(qū)誤差，提高加工精度。尤其是當(dāng)被加工的零件尺寸精度接近數(shù)控機(jī)床的重復(fù)定位精度時(shí)，更為重要。 

            1) 

    如圖3所示，精加工工件輪廓為a→b→c→d，如采用如圖4所示的刀具移動(dòng)路線就不妥，因?yàn)閺蘑?rarr;②的運(yùn)動(dòng)方向與③→④相反，會(huì)產(chǎn)生反向間隙，如改為圖5所示的刀具移動(dòng)路線，精加工時(shí)刀具在徑向的移動(dòng)保持尺寸連續(xù)遞增趨勢，在軸向的移動(dòng)保持尺寸連續(xù)向左趨勢，這樣便消除了機(jī)床的反向間隙的影響。

            2) 

    如圖6所示，工件的①、②、③、④孔的孔距要求精確，設(shè)編程坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件中心點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)(程序起點(diǎn))也為同一點(diǎn)。如刀具移動(dòng)路線為：原點(diǎn)O→①→②→③→④孔，則會(huì)產(chǎn)生反向間隙，如改為：原點(diǎn)O→A→①→②→③→④，即X方向和Y方向的尺寸保持連續(xù)遞減或遞增趨勢，如保持連續(xù)遞增和遞減編程有困難．則應(yīng)加過渡點(diǎn)，如圖7中的B點(diǎn)，刀具移動(dòng)為A→①→②→③→④，就可消除機(jī)床反向間隙。

3 減小數(shù)控系統(tǒng)累積誤差的影響

    數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行快速移動(dòng)和插補(bǔ)的運(yùn)算過程中，會(huì)產(chǎn)生累積誤差，當(dāng)它達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生移動(dòng)和定位誤差，影響加工精度。以下措施可減小數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差。

盡量用絕對(duì)方式編程

    絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)(工件坐標(biāo)原點(diǎn))為基準(zhǔn)，每一段程序和整個(gè)加工過程都以此為基準(zhǔn)。而增量方式編程，是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)，連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差。

插入回參考點(diǎn)指令

    機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)，會(huì)使各坐標(biāo)清零，這樣便消除了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算的累積誤差。在較長的程序中適當(dāng)插入回參考點(diǎn)指令有益于保證加工精度。有換刀要求時(shí)，可回參考點(diǎn)換刀，這樣一舉兩得。