数控车床加工球面误差分析及消除方法

jiangbei

6 i, b+ c/ M# q8 N6 l% g4 Z7 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。
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)。
" F" A8 j6 P7 H% K3 ?9 M& J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
1 M; |8 @  O3 a. Y- i$ td=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½
( N+ s9 d+ A8 y7 H6 ^8 M(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
∆Y=±½(2Dd-d2)½
! P. N; p; A( p4 A' N- `9 s" m(2)

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。
# b8 i+ p% L, ?; x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)
* D) W6 V7 m" s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
- R, {- {6 e( H7 i$ Q/ h用逐点比较法消除刀具圆弧插补圆心误差的影响。

8 ?) E( i: @0 Y0 B% W图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)

* ^3 c! M4 i1 V( ]' F0 N# C(a)2∆X>0，正向补偿∆X

1 ^' a3 c" m1 U% ]4 O6 c$ o+ ]# j
, _* S0 |- s* E9 L2 p(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X