数控车床加工球面误差分析及消除方法

HEATS

" i; t$ I1 T: R% }% f) q. @+ r2 [3 Z- q* ` a+ p* B7 P' {( G' H4 G1 ]) E<% if pyg2("img")<>"" then%>; i) h4 M( K' ]<%end if%> 1 ~' @+ A" e: A+ S

- n' Z2 H: u0 f" I; I! }' R) P! ]! n9 p1 @* G X4 e6 {/ c. y 9 C, W- K- u4 t3 U% b& q5 ?7 E& q8 P* J& J# `. o 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)。 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 ) q. ~7 p8 ~& f' ~9 y0 \& z4 C d=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½ (1) " k1 u% N' P s; `- Y& w Q& s7 w 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 g5 ]1 r E0 H! x$ I& K0 ]+ Z+ o7 m! y( y* L" b2 \" S) \/ }7 A% K ∆Y=±½(2Dd-d2)½ (2) 4 B, `- k. B: C4 g0 J* h9 i9 e# a; o& ?+ r9 b3 }+ E1 d: b8 U9 v: | 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。 : L& S# x, u7 U- t) g6 f' U& e 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 ' I5 k8 N7 Q: L7 c& Fd=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; q& S: |! m: g2 Z4 x# K# `, N8 [+ O' O6 {3 l4 X0 o 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 ) c G4 [+ `2 E 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)。 $ K6 D. ^, B0 w" B# ^: h 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。 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。 * W. w' K7 |0 `* M& M' l7 N 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。