数控车床加工球面误差分析及消除方法
<TABLE borderColor=#800000 height=819 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=591 bgColor=#ffffff border=0><TBODY>
<TR>
<TD align=middle bgColor=#fafafa colSpan=4 height=3></TD></TR><%if pyg2("img")<>"" then%>
<TR>
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<TD width="100%">
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<TR>
<TD align=middle width=400><FONT size=2><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/article/83/13220_pfmkqd2008227164457.jpg"><BR><B>图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图</B></FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
<DD>在数控车床上加工球面时，形状误差影响因素及消除方法如下。
<OL>
<LI>车刀刀尖偏离主轴轴线引起的误差及消除方法(以车内球为例)。
<DD>如图1所示，∆Y为车刀偏离X轴的距离，D<SUB>t</SUB>为A-A剖面理论直径，D为所需球直径，R=D/2为数控车床刀具圆弧插补半径。在A-A剖面上刀具圆弧插补曲线呈长轴为D、短轴为D<SUB>1</SUB>的类椭圆，其误差为
<TABLE width=550>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle><FONT size=2><FONT face=symbol>d</FONT>=D-D<SUB>1</SUB>=D-2[(D/2)<SUP>2</SUP>-∆Y<SUP>2</SUP>]<SUP>½</SUP></FONT></TD>
<TD width=10><FONT size=2>(1)</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
<DD>在实际生产中，产品图纸一般要提出被加工球直径精度。如加工球轴承精度一般在±0.005mm以内，即<FONT face=symbol>d</FONT>=0.01mm。为保证该精度，必须控制∆Y。由式(1)知
<TABLE width=550>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle><FONT size=2>∆Y=±½(2D<FONT face=symbol>d</FONT>-<FONT face=symbol>d</FONT><SUP>2</SUP>)<SUP>½</SUP></FONT></TD>
<TD width=10><FONT size=2>(2)</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>
<TABLE align=right>
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<TR>
<TD align=middle width=400><FONT size=2><IMG style="WIDTH: 357px; HEIGHT: 190px" height=160 src="http://www.chmcw.com/upload/news/article/83/13220_pho2gb200822716455.jpg" width=325><BR><B>图2 对刀示意图</B></FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
<DD>设D=80mm，则在加工球轴承时，计算所得|∆Y|≤0.63mm。对刀方法如图2所示。百分表上的数值即为∆Y值。</DD>
<LI>刀具圆弧插补圆心误差的影响及消除方法(以车内球面为例)
<DD>如图3所示，∆X为刀具圆弧插补圆心偏离Y轴的距离，D为所需球直径，D<SUB>1</SUB>为XOY平面上实际加工直径：D/2为刀具圆弧插补半径。可见，在XOY平面上，误差<FONT face=symbol>d</FONT>=D<SUB>1</SUB>-D=2∆X：在XOZ平面上，呈长轴直径为D<SUB>1</SUB>、短轴直径为D的椭圆球，其误差
<CENTER><FONT face=symbol>d</FONT>=D<SUB>1</SUB>-D=2∆X</CENTER>
<DD>用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。
<UL>
<TABLE align=right>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle width=200 rowSpan=2><FONT size=2><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/article/83/13220_s345to2008227164630.jpg"><BR><B>图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)</B></FONT></TD>
<TD align=middle width=200><FONT size=2><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/article/83/13220_iuyrkc2008227164745.jpg"><BR>(a)2∆X>0，正向补偿∆X</FONT></TD></TR>
<TR>
<TD align=middle width=200><FONT size=2><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/article/83/13220_vvocxu2008227164753.jpg"><BR>(b)∆X<0，负向补偿∆X<BR><B>图4 刀具补偿示意图</B></FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
<LI>粗车设D为所需内球直径，粗车时留1～1.5mm半精车余量，即A<SUB>1</SUB>=D-(1～1.5)。将粗车球内径实际尺寸与程序中圆弧插补直径A<SUB>1</SUB>比较，得刀具圆弧插补圆心偏离主轴中心误差为2∆X。若2∆X>0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X<0，则沿X轴方向负向补偿∆X(图4)。
<LI>半粗车留0.5mm精车余量，即A<SUB>2</SUB>=D-0.5，然后测量、比较，刀具补偿的方法同上，直到车出所需的内球面。</LI></UL></DD></LI></OL>
<DD>车外球面与车内球面原理相同，补偿方向相同，所不同的是刀具安装方向相反。
<OL></OL>由于数控车床步进电动机脉冲当量可达0.01、0.005、0.001mm，圆弧插补曲线精度相应在±0.01，±0.005，±0.001mm，根据被加工零件需求，选择相应的数控车床，即可满足生产实际需要。 </DD></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
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