数控车床加工球面误差分析及消除方法

HEATS

<% if pyg2("img")<>"" then%> 9 J4 Q& S& m) I) E* o, M<%end if%>

4 T' `" Z7 N, l6 F0 n( l H* O% b+ Z 1 S6 g G: z8 C$ T/ v; R& Q: e. i/ g) V6 h3 K& D; ?# R. P9 e0 }3 {, u7 D; ]6 q 图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图 $ J8 {$ m+ h6 f0 R/ p, E 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。 6 \! H9 _4 N K# P* k4 B % A. Z6 y: {5 |" k, C 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)。 $ a6 r8 o: Z3 F. _' X0 O7 v8 g 如图1所示，∆Y为车刀偏离X轴的距离，Dt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D1的类椭圆，其误差为 9 m0 B7 A1 k y6 ]+ K( q6 r) O* @) ^! Z, t! T' ]) Z8 [! R% Q- O9 o7 R' t4 b d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½ (1) 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d=0.01mm。为保证该精度，必须控制∆Y。由式(1)知 ( L( p4 q& b8 f& v+ p9 N) }" {" U0 B8 u z5 i6 W0 x7 Q, _# F# N. o* g3 z ∆Y=±½(2Dd-d2)½ (2) 9 v# J: ?* }# k# Y8 I1 J) P d+ O9 w, _5 P+ z# c/ m2 @- J; Y9 g# P" f2 O& ^ 图2 对刀示意图 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。 & L; n) r+ {3 o2 P 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) 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，D1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d=D1-D=2∆X：在XOZ平面上，呈长轴直径为D1、短轴直径为D的椭圆球，其误差 d=D1-D=2∆X 用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。 7 D1 k0 M' h9 |, p8 d. v) j8 J I9 l9 A( n) w P! u5 x; U# l: r" g% v/ \2 F5 R/ ?5 c! b' |1 ]3 d, q: F' ]( r 图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面) (a)2∆X>0，正向补偿∆X (b)∆X<0，负向补偿∆X 图4 刀具补偿示意图 粗车设D为所需内球直径，粗车时留1～1.5mm半精车余量，即A1=D-(1～1.5)。将粗车球内径实际尺寸与程序中圆弧插补直径A1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)。 8 l( P- B* Y% G" _ 半粗车留0.5mm精车余量，即A2=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。 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。 3 U* _: T& t! q: D' B 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。

# h7 D9 Z% }) i( d