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。
/ W! Z8 M' |3 [8 W" w5 b( T$ W8 k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)。
1 |& M; v+ J* f8 }0 A5 P+ a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
d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½
9 D' D5 {' P9 V5 L* {(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
' u/ F+ \& K1 F∆Y=±½(2Dd-d2)½
(2)
7 b" c; @3 E. N; A& I3 @% w
7 Q: i7 v' r8 k  [& _图2 对刀示意图
) V- \7 {' Q# g3 Z3 q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
d=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。

图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)
. V  W# j8 g  J8 u1 _, r2 s- n! S
  s1 d( w+ f9 v' Y# N: h(a)2∆X>0，正向补偿∆X
0 O, Y8 N  x" w* c  C$ c3 ?

) O  _+ ]# A0 d( H/ u! V(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X