簡述數控車床加工球面誤差分析及消除方法

時間:2011-07-15 09:31:53 來源:未知

在數控車床上加工球面時，形狀誤差影響因素及消除方法如下。
1. 車刀刀尖偏離主軸軸線引起的誤差及消除方法（以車內球為例）。

如圖1所示，?Y為車刀偏離X軸的距離，Dt為A-A剖面理論直徑，D為所需球直徑，R=D/2為數控車床刀具圓弧插補半徑。在A-A剖面上刀具圓弧插補曲線呈長軸為D、短軸為D1的類橢圓，其誤差為
d=D-D₁=D-2[（D/2）²-?Y²]^?

在實際生產中，產品圖紙一般要提出被加工球直徑精度。如加工球軸承精度一般在±0.005mm以內，即δ=0.01mm。為保證該精度，必須控制?Y。由式（1）知

?Y=±?（2Dd-d²）^?
設D=80mm，則在加工球軸承時，計算所得|?Y|≤0.63mm。對刀方法如圖2所示。百分表上的數值即為?Y值。

圖1 車刀刀尖偏離X軸的誤差示意圖

圖2 對刀示意圖

2. 刀具圓弧插補圓心誤差的影響及消除方法（以車內球面為例）

如圖3所示，?X為刀具圓弧插補圓心偏離Y軸的距離，D為所需球直徑，D1為XOY平面上實際加工直徑：D/2為刀具圓弧插補半徑。可見，在XOY平面上，誤差δ=D1-D=2?X：在XOZ平面上，呈長軸直徑為D1、短軸直徑為D的橢圓球，其誤差

δ=D1-D=2?X
用逐點比較法消除刀具圓弧插補圓心誤差的影響。

圖3 刀具圓弧插補圓心影響示意圖（內球面）

粗車設D為所需內球直徑，粗車時留1～1.5mm半精車余量，即A1=D-（1～1.5）。將粗車球內徑實際尺寸與程序中圓弧插補直徑A1比較，得刀具圓弧插補圓心偏離主軸中心誤差為2?X。若2?X>0，則沿X軸方向正向補償?X，若2?X<0，則沿X軸方向負向補償?X（圖4）。

（a）2?X>0，正向補償?X （b）?X<0，負向補償?X
圖4 刀具補償示意圖

半粗車留0.5mm精車余量，即A2=D-0.5，然后測量、比較，刀具補償的方法同上，直到車出所需的內球面。

車外球面與車內球面原理相同，補償方向相同，所不同的是刀具安裝方向相反。
由于數控車床步進電動機脈沖當量可達0.01、0.005、0.001mm，圓弧插補曲線精度相應在±0.01，±0.005，±0.001mm，根據被加工零件需求，選擇相應的數控車床，即可滿足生產實際需要。

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