1數(shù)控加工過程中產(chǎn)生的誤差

(1)編程誤差:主要是數(shù)控編程時(shí)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的插補(bǔ)誤差，主要是采用直線段或圓弧段避開零件輪廓造成的。這是影響零件加工精度的重要因素?？梢酝ㄟ^增加插值節(jié)點(diǎn)數(shù)來解決，但會(huì)增加編程工作量。(見新型數(shù)控切割機(jī)故障檢測(cè)及解決方案)

(2)刀尖圓弧誤差:切削內(nèi)孔、外因或端面時(shí)，刀尖圓弧不影響其尺寸和形狀，但加工圓錐面或圓弧時(shí)，會(huì)造成過切或欠切。這種誤差可以通過測(cè)量刀尖圓弧半徑并使用刀具半徑補(bǔ)償功能來消除。

(3)測(cè)量誤差:主要受測(cè)量工具測(cè)量精度和測(cè)量人員操作方法的影響，導(dǎo)致測(cè)量尺寸不準(zhǔn)確。這個(gè)錯(cuò)誤是可以糾正的。

(4)對(duì)刀誤差:這種誤差主要發(fā)生在對(duì)刀過程中。當(dāng)?shù)毒咭苿?dòng)到起點(diǎn)時(shí)，受操作系統(tǒng)進(jìn)給調(diào)整比值的影響。解決方法是合理選擇進(jìn)給調(diào)整比，特別是當(dāng)?shù)毒呓咏鹗键c(diǎn)時(shí)，采用最小齒輪進(jìn)給調(diào)整，使刀具精確定位在起始點(diǎn)。

(5)機(jī)床系統(tǒng)誤差:機(jī)床本體引起的形位公差，一般不可調(diào)；伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差主要受機(jī)床的脈沖當(dāng)量、均勻性和傳輸路徑的影響。這些誤差很小且穩(wěn)定，只應(yīng)在精密加工中考慮。

2刀具設(shè)置方法

數(shù)控加工中的對(duì)刀將直接影響被加工零件的精度和數(shù)控機(jī)床的操作。所謂對(duì)刀，就是將刀具的刀位定位在工件坐標(biāo)系中的起始點(diǎn)(對(duì)刀點(diǎn))，使其處于數(shù)控程序的控制之下。這樣，刀具切削的加工面相對(duì)于定位基準(zhǔn)具有正確的尺寸關(guān)系，從而保證了零件的加工精度要求。在數(shù)控加工中，基本的對(duì)刀方法有試切法、對(duì)刀儀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀。

2.1試切法

根據(jù)數(shù)控機(jī)床使用的位置檢測(cè)裝置的不同，試切法可分為相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。相對(duì)試切法中，可采用三種方法:一種是用量具(如鋼直尺)直接測(cè)量，對(duì)準(zhǔn)刀具尺寸，簡單但不準(zhǔn)確；其次，刀具位置對(duì)準(zhǔn)定位塊工作面后，刀具移至對(duì)刀尺寸。該方法中的對(duì)刀精度取決于刀具位置與定位塊工作面的對(duì)準(zhǔn)精度。三是先拋光工件的加工面，測(cè)量工件尺寸，間接計(jì)算對(duì)刀尺寸。這個(gè)方法是最準(zhǔn)確的。在絕對(duì)試切法中，應(yīng)使用基準(zhǔn)刀具，然后直接或間接測(cè)量其他刀具的刀位與基準(zhǔn)刀具的偏差，作為其他刀具的設(shè)定刀具補(bǔ)償值。上述試切法采用“試切-測(cè)量-調(diào)整(補(bǔ)償)”的對(duì)刀方式，占用機(jī)器時(shí)間較多，效率較低。但由于其方法簡單，輔助設(shè)備少，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型低檔數(shù)控機(jī)床。

2.2用于對(duì)刀的對(duì)刀儀

工具設(shè)置儀器和工具設(shè)置

分為機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種。機(jī)內(nèi)對(duì)刀是將刀具直接安裝在機(jī)床的固定位置上(對(duì)于車床來說，刀具直接安裝在刀架上或者通過刀架安裝在刀架上)。這種方法廣泛應(yīng)用于車削數(shù)控機(jī)床。但機(jī)外對(duì)刀儀必須通過刀架安裝在刀架(車床)上。與刀架一起，事先在機(jī)床外部進(jìn)行校準(zhǔn)，然后就可以在機(jī)床上安裝刀具了。目前，這種方法主要用于鏜銑加工中心等數(shù)控機(jī)床。使用對(duì)刀儀對(duì)刀需要增加對(duì)刀儀的輔助設(shè)備，裝卸刀具既費(fèi)錢又費(fèi)力。但可以節(jié)省對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度，一般用于精度要求高的數(shù)控機(jī)床。

2.3 ATC工具設(shè)置

AIC對(duì)刀是利用機(jī)床上的對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)計(jì)算刀具長度的方法。在操作對(duì)刀鏡和對(duì)刀過程中，由于手動(dòng)操作和目視檢查，對(duì)刀仍存在一定誤差。與對(duì)刀儀相比，只裝卸刀具更容易。自動(dòng)對(duì)刀是利用數(shù)控裝置的刀具檢測(cè)功能，自動(dòng)精確測(cè)量刀具在各個(gè)坐標(biāo)方向的長度，自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值，不停機(jī)直接加工工件。與以往的對(duì)刀方法相比，該方法減少了對(duì)刀誤差，提高了對(duì)刀精度和效率。但它需要由刀具檢測(cè)傳感器和刀具位置檢測(cè)系統(tǒng)組成的自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)必須具備自動(dòng)刀具檢測(cè)的輔助功能。系統(tǒng)復(fù)雜，需要大量投資，所以一般用在高檔數(shù)控機(jī)床上。

2.4自動(dòng)刀具設(shè)置

自動(dòng)對(duì)刀是利用數(shù)控裝置的刀具檢測(cè)功能，自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值，自動(dòng)精確測(cè)量刀具在各個(gè)坐標(biāo)方向的長度，不停機(jī)直接加工工件。自動(dòng)對(duì)刀也稱為刀尖檢查功能:

在加工中心最后一次安裝工件后，需要用刀具庫中的多個(gè)刀具加工工件的多個(gè)表面。為了提高對(duì)刀的精度和效率，一般采用外置對(duì)刀儀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀的方法，其中外置對(duì)刀儀在中檔銑削加工中心應(yīng)用廣泛。使用對(duì)刀儀對(duì)刀時(shí)，一般先選擇基準(zhǔn)芯軸對(duì)準(zhǔn)工件表面確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)，再選擇便于對(duì)刀的表面，采用動(dòng)態(tài)對(duì)刀法(刀具旋轉(zhuǎn))。

3加工誤差產(chǎn)生的原因及采取的措施

綜上所述，造成對(duì)刀錯(cuò)誤的原因有:

(1)用試切法對(duì)刀時(shí)，對(duì)刀誤差主要來源于工件試切后的測(cè)量誤差和操作時(shí)目測(cè)產(chǎn)生的誤差。

(2)使用對(duì)刀儀、對(duì)刀鏡、自動(dòng)對(duì)刀時(shí)，誤差并不主要是儀器的制造、安裝、測(cè)量誤差，使用儀器的技巧不佳也會(huì)造成誤差。

(3)測(cè)量刀具時(shí)，是在靜態(tài)下進(jìn)行的，而加工過程是動(dòng)態(tài)的，同時(shí)受到切削力和外界振動(dòng)力的影響，使加工尺寸與預(yù)設(shè)尺寸不一致。誤差取決于工具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。

(4)在對(duì)刀過程中，通常會(huì)進(jìn)行“使機(jī)床回到參考點(diǎn)”的操作，在此過程中可能會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移，從而導(dǎo)致對(duì)刀誤差。

(5)機(jī)床內(nèi)部有測(cè)量裝置，最小計(jì)量單位的大小也與誤差有關(guān)。一般來說，最小計(jì)量單位大的測(cè)量裝置誤差大，最小計(jì)量單位小的測(cè)量裝置誤差小。

減少對(duì)刀誤差的主要措施有:

(1)通過試切對(duì)刀時(shí)，要小心。對(duì)刀后，應(yīng)根據(jù)刀具加工零件的實(shí)際尺寸與編程尺寸之間的誤差修正刀具補(bǔ)償值，還應(yīng)考慮機(jī)床重復(fù)定位精度對(duì)刀精度的影響和刀具位置安裝高度對(duì)刀精度的影響。

(2)使用儀器對(duì)刀時(shí)，要注意儀器的制造、安裝和測(cè)量精度。掌握儀器的正確使用方法。

(3)選擇刀具時(shí)要注意刀具的質(zhì)量和動(dòng)剛度。

(4)定期檢查數(shù)控機(jī)床的零點(diǎn)漂移，并注意及時(shí)調(diào)整機(jī)床。

零件加工采用試切法和近似定值法，每種方法加工五個(gè)零件。分別測(cè)量軸向尺寸和一個(gè)徑向尺寸(10)，并找出尺寸偏差絕對(duì)值的平均值。平均值較大的工件組表明對(duì)刀誤差較大。

如果零件的軸向尺寸精度較高，就不要使用試刀的人工測(cè)量，因?yàn)闇y(cè)量中的人為誤差難以避免，可以使用試刀的自動(dòng)測(cè)量，但也要看系統(tǒng)的測(cè)量精度是否與要求的尺寸精度一致。如果要求零件的徑向尺寸較高，盡量不要用近似定值法對(duì)刀，這種方法很難保證刀具與工件的旋轉(zhuǎn)中心精確對(duì)準(zhǔn)。但是這種方法在刀具零件的軸向尺寸上不會(huì)有太大的誤差，因?yàn)榈毒叩妮S向尺寸是系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的，避免了人為誤差的干預(yù)。