数控车床加工球面误差分析及消除方法

HEATS

7 Y0 L. r+ c$ N2 ]* Z+ N<% if pyg2("img")<>"" then%>0 O Z3 k% X* D8 D<%end if%>

3 F) D8 S2 h6 |! s8 ~% I+ f' i/ R) f; S9 a i" ^% Q2 ?9 w0 O$ n3 o% N 图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图 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。 & M) z0 a* i7 \4 G2 Y 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)。 9 y- Z) i) B0 @' g0 V4 U4 U! B 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 [% J1 x$ s5 x1 x) J3 U0 O d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½ (1) 8 p1 t3 ^+ c# i( X* v" O 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 + w: `7 u) G) c0 L% I6 l" {7 `0 |8 r, c$ A* A" z0 j, u( u/ {+ @2 y ∆Y=±½(2Dd-d2)½ (2) ! g8 x5 i( [& _6 H. \ 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。 + r' t9 V3 V! g. f& h y0 G+ I: ^2 R 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) - S3 V& [9 N! g 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 3 [ X0 c H+ |5 v( m. G* Z 用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。 7 t( |8 z. V1 Z, h7 Q: H# p+ w: L 6 g L0 c1 V/ Q! s K; [0 C& o* V8 d' ]* t; E' B% [3 L u5 L; D$ g" D7 d$ ?4 @5 X/ N! ~# Y" 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)。 4 q; L3 B# Y" v5 ^/ Y8 p 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。 9 ^( Q* \1 G, s) S3 [) e5 Z! T 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。 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。

) Y. U% D0 t( t