数控车床加工球面误差分析及消除方法

HEATS

) m* t0 i3 i7 g) A# X* V, i7 X' ~0 N; G1 x! S<% if pyg2("img")<>"" then%>' h, m! Y' ]' P# s<%end if%> - R( S8 j3 ]- q

9 z2 |1 y4 ?) B5 C) p+ B6 J9 v. Y9 q* s) z. V 0 R# m$ b0 T" M 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。 ' L9 g) E' }% M/ f7 t/ i4 n 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)。 ; b q+ X9 G* F9 X- j; E+ f 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 : h- J9 d+ l5 y( N/ S, ^4 x$ k& t8 M d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½ (1) B3 \/ j/ b+ i0 x: J 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 * e) A- ^: @) Y9 u0 x! }. b/ ?5 z" j- n% n, \5 P0 c9 e/ P2 g$ F6 x1 u, S8 i/ w* m7 u; d% R. c' L' o5 L ∆Y=±½(2Dd-d2)½ (2) / |! Z) e. e! h6 j! B1 y 图2 对刀示意图 ( l; s& @1 L; i: S/ {3 N+ l8 m9 G \# ? 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) 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 $ }4 F. [8 p: I+ ud=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。 * u& _# i0 f9 A, z% W( ^, o; k; a [2 u" i; r7 G/ y+ k* w; l0 h; l% l 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)。 " H% T: p% d- v- T( A* h$ k, I0 Q 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。 ( @7 n, G0 X: k+ k u! d) v7 } 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。

7 t& ?1 v8 K7 T; l/ X