数控车床加工球面误差分析及消除方法

jiangbei

9 B8 j7 |: G; ^" o图1 车刀刀尖偏离X轴的误差示意图
9 f  O3 |  T/ B: z. i7 y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)。
5 S' \4 G1 ^+ d6 X/ K& }) l  R% U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
( z2 o1 ~, S" ^1 U. ^* 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
; `2 a- I) B0 e, \' |; e5 R/ m∆Y=±½(2Dd-d2)½
: Z& A4 _1 v# n+ P(2)

7 Q# W5 p2 t2 U/ [6 d图2 对刀示意图
/ Y, C! p$ L( K1 R9 p1 P% t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。
( }$ y$ v) D( x3 K, H% 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)
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 Z0 @2 Z/ H. M3 f: 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。

! M0 Y' e, g" F* |6 S; h图3 刀具圆弧插补圆心影响示意图(内球面)
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4 z1 N9 @/ c1 x: N5 a4 p9 u4 I, T2 B! l0 ?(a)2∆X>0，正向补偿∆X
2 `& f' w$ U" v$ c! T

(b)∆X0，则沿X轴方向正向补偿∆X，若2∆X