简述数控车床加工球面误差分析及消除方法

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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。
1. 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）。
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
" A9 ~: ]% X: |) G( U, B# u! yd=D-D1=D-2[（D/2）2-?Y2]?
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δ=0.01mm。为保证该精度，必须控制?Y。由式（1）知
7 G& ]! R% E; B0 U/ V- j?Y=±?（2Dd-d2）?
- q+ V. Q3 h( q' ^" H5 g0 D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。

( \5 [6 T1 L% G  ?1 o  ]# R+ G图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图
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! ?4 O: E5 C  L& {图2 对刀示意图2. 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）
; f0 _! ~- m. o$ r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δ=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
δ=D1-D=2?X
$ ]0 k1 t4 R5 `" l7 V* t用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。


图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图（内球面）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?X0，正向补偿?X （b）?X