数控车床加工球面误差分析及消除方法

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  u! p9 g- i* M9 b3 |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)。
9 H9 m& K9 J7 o" W! ^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
) J7 W* h# y6 n8 r  ~d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½
(1)
+ ], ^% M( b2 B  h+ \) ?$ `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
(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。
# F, K, N" }4 T; Q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
6 Q) e  |! [! K+ R9 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。

图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)
! b- }7 y* k) `: z6 W
(a)2∆X>0，正向补偿∆X
2 l' S: g5 G5 d! ]* R
5 G! t! u5 D2 S, B
8 p- |) H$ A$ p$ v, ?7 w7 E(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X