數(shù)控車削加工的誤差分析及解決辦法
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:2747
數(shù)控車床因其精度高、高度柔性自動化及適合加工復雜零件的特性,在機械制造企業(yè)的應用愈加廣泛。然而,數(shù)控車床的傳動、運動部件還是機械的,車刀刀尖也不是一個真正的點,而是一段圓弧,仍然容易產(chǎn)生加工誤差。下面針對這兩種情況進行分析并提出解決辦法。
1 刀尖圓弧引起的誤差
誤差分析 在數(shù)控車床使用過程中,為了降低被加工工件表面的粗糙度,減緩刀具磨損,提高刀具壽命,通常將車刀刀尖刃磨成圓弧,圓弧半徑一般在0.4~1.6mm之間。如圖1所示,采用試切法對刀時由A、B兩點分別確定刀架中心的X、Z位置。這樣,加工程序所描述的刀位點是P點,數(shù)控系統(tǒng)將控制P點的運動軌跡,而在切削時實際起作用的切削刃則是刀尖圓弧上的各切點,這勢必會產(chǎn)生加工表面的形狀誤差。在車削外圓、內(nèi)孔及端面時,這個誤差為零。而在加工弧面和錐面時,這個誤差就很明顯。圖1零件SR10-0.04球面加工的誤差分析見圖2。圖中M線為加工程序所描述的P 的軌跡,即工件的理想尺寸,而實際加工后的輪廓是N線,陰影就是少切削部分,即加工誤差。假設刀尖圓弧半徑為r=0.4mm,理論分析表明,N線是半徑為R-r=9.6的圓弧,M、N兩圓弧圓心X、Z向均相距r=0.4mm,最大誤差約為0.17mm,不滿足精度要求~
2
圖1 刀尖零件圖
圖2 刀尖圓弧引起的加工誤差
圖3 一般加工路線圖
選擇刀尖圓弧中心點為刀位點,調(diào)用刀尖半徑補償(G41、G42)指令,其編程和加工步驟如下:
按輪廓表面編程,設置右刀補,圖1零件球面精加工程序如下:
……
N04 G42 G00 X8 Z50 *
N05 G03 X20 Z42 F100 *
……
以A、B 點對刀,并在相應方向使刀具增加位移量:(偏刀類)DX =2r,DZ =r,或(尖刀類)DX =2r,DZ =0;
輸入刀具半徑r;
加工。
調(diào)用刀具半徑補償指令,特別注意以A、B點對刀后要找出正確的刀尖圓心位置。在刀補建立時,要使刀尖圓弧圓心沿工件待加工輪廓表面(編程軌跡)運動,而車刀不是回轉(zhuǎn)類刀具,傳統(tǒng)的車削加工基本不涉及刀尖圓心的問題,故須對車削數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償有本質(zhì)的認識。
2 絲杠副間隙產(chǎn)生的誤差
誤差分析
誤差消除方法
3 結束語
數(shù)控機床加工樣件后,每個尺寸應對照圖樣仔細測量。若出現(xiàn)誤差,一般情況下,通過調(diào)整刀補,修改程序即可減少甚至消除,達到精度要求。合理編制較為復雜的數(shù)控加工程序并調(diào)試、修改,加工出合格的產(chǎn)品,是數(shù)控編程人員綜合能力的一種體現(xiàn)。
中拖板絲杠副間隙是必然存在的,對普通車床來說,間隙較大;對數(shù)控車床而言,由于采用的是滾珠絲杠副,并且都進行了預緊,從理論上講,是達到了零間隙,無反向空程。實際上,對于有相對運動的傳動部件,間隙是不可避免的。對高精度的滾珠絲杠副而言,只是間隙非常微小;如果真正達到零間隙,運行的阻力就會增大。因而,在絲杠反向運動時,還是存在微小的空程,這個空程就足夠影響加工精度。在加工軸類零件時,一般的加工路線如圖3所示,通常是通過下面一段程序來進行的:
……
N04 G00 X30 Z2 *
N05 G01 Z-25 F100 *
N06 X40.015 *
N07 Z-80 *
……
將D40+0.030外圓直徑加工出來,可每次的加工尺寸都會偏大或偏小,達不到精度要求。
對數(shù)控車床,可采用多退回(或前進)一段距離,再前進(或退回)到所需的加工位置,使絲杠副始終以同一個側面相接觸來消除絲杠副間隙誤差。刀具走圖4的加工路線,程序如下:
……
N04 G00 X30 Z2 *
N05 G01 Z-25 F100 *
N06 X45 *
N07 X40.015 *
N08 Z-80 *
……
該方法省時省力,效果良好。適合于一般精度的數(shù)控車床在加工重要尺寸時使用,避免了采用機械方法來減少間隙而帶來的阻力增大和調(diào)整困難等問題。
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