数控车床加工球面误差分析及消除方法

jiangbei

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。
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)。
) R/ C; f4 v0 t. p: P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
' g( |) q7 M. @3 _d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½
(1)
3 j2 k/ x2 o; Z3 b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
∆Y=±½(2Dd-d2)½
( Y- \2 i) @+ i. o0 f1 k3 Y7 T(2)
( m  d$ Q0 Z9 y! {2 r3 R' L0 Q
1 ]3 @/ g0 |1 e* x+ Q' P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。
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)
2 m  M. w; d  B% h) D8 {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
  W, q# B# M, T: O8 }0 k/ y. \用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。
# ~* k2 X" f* I2 @# |. I: x) Y
  q0 a8 L8 I9 Q- J' p8 @( v+ d8 p图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)
5 \; z% {  H( u. [
(a)2∆X>0，正向补偿∆X

* H) k( n7 L- e$ w% G5 \4 d
(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X