数控车床加工球面误差分析及消除方法

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+ H9 Z. z3 c, G/ Z& R. r# H$ G/ S4 T图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图
3 R: d' K! ]# d$ ?! r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。
. z: L. O8 Y! _/ M  }: I/ u, \& m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)。
# U% \! o9 {1 h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
2 X  Z+ F2 b! o# X# P  l& K. nd=D-D1=D-2[(D/2)2-∆Y2]½
(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
$ T' D7 h! B0 `8 n+ V; R' r: c- d: c: s∆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。
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)
- c0 t& {  X1 U- A" f0 f' z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
0 J1 c+ W' T$ ~  o( f+ dd=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。
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图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)
$ l2 N% Q2 t; w1 p# C
(a)2∆X>0，正向补偿∆X
9 Q. H3 A# u* y  b( K
, X& w: @& I9 G* W. H
7 m: I+ S( r0 M+ X; F7 y+ d7 c, t(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X