數(shù)控機床行業(yè)對刀方法及誤差研究
1 數(shù)控加工過程中產(chǎn)生的加工誤差
(1)編程誤差:主要是數(shù)控編程時數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的插補誤差唉私,主要由于用直線段或圓弧段避近零件輪廓時產(chǎn)生的。這是影響零件加工精度的一個重要因素。可以靠增加插補節(jié)點數(shù)解決企著,但會增加編程工作量。
(2)刀尖圓弧誤差:在切削內(nèi)孔魂中、外因或端面時冒溜,刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀香题,但在加工錐面或圓弧時受刀尖圓弧影響造成過切或少切饶辆。此誤差可通過測量刀尖圓弧半徑,采用刀具半徑補償功能來消除誤差雌隅。
(3)測量誤差:主要是受量具測量精度以及測量者操作方法影響翻默,導(dǎo)致的實測尺寸不準(zhǔn)確。此誤差可彌補恰起。
(4)對刀誤差:此誤差主要產(chǎn)生在對刀過程中冰蘑,刀具在移動到起刀點位置時受操作系統(tǒng)的進給修調(diào)比例值影響。解決辦法是合理選擇進給修調(diào)比例村缸,尤其是當(dāng)?shù)毒呖拷鸬饵c位置時采用最小擋進給修調(diào)使刀具精確定位于起刀點位置。
(5)機床系統(tǒng)誤差:受機床本體影響產(chǎn)生的形位公差武氓,此公差一般不可調(diào)整梯皿;伺服單元,驅(qū)動裝置產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差县恕,主要由系統(tǒng)受機床脈沖當(dāng)量大小东羹、均勻度及傳動路線影響;這些誤差量很小且穩(wěn)定忠烛,只有在精密加工時應(yīng)予以考慮属提。
2 對刀方法
數(shù)控加工的對刀,對其處理的好壞直接影響到加工零件的精度美尸,還會影響數(shù)控機床的操作冤议。所謂對刀,就是在工件坐標(biāo)系中使刀具的刀位點位于起刀點(對刀點)上幼氏,使其在數(shù)控程序的控制下粪畔,由此刀具所切削出的加工表面相對于定位基準(zhǔn)有正確的尺寸關(guān)系,從而保證零件的加工精度要求嬉拾。在數(shù)控加工中支际,對刀的基本方法有試切法、對刀儀對刀臊吓、ATC對刀和自動對刀等蟹嫁。
2.1 試切法
根據(jù)數(shù)控機床所用的位置檢測裝置不同,試切法分為相對式和絕對式兩種。在相對式試切法對刀中讹玉,可采用三種方法:一是用量具(如鋼板尺等)直接測量里淡,對準(zhǔn)對刀尺寸,這種對刀方法簡便但不精確乡鼻;二是通過刀位點與定位塊的工作面對齊后榔汤,移開刀具至對刀尺寸,這種方法的對刀準(zhǔn)確度取決于刀位點與定位塊工作面對齊的精度艇挨;三是將工件加工面先光一刀残炮,測出工件尺寸,間接算出對刀尺寸缩滨,這種方法最為精確势就。在絕對式試切法對刀中,需采用基準(zhǔn)刀脉漏,然后以直接或間接的方法測出其他刀具的刀位點與基準(zhǔn)刀之間的偏差苞冯,作為其他刀具的設(shè)定刀補值。以上試切法侧巨,采用“試切——測量——調(diào)整(補償)”的對刀模式舅锄,故占用機床時間較多,效率較低司忱,但由于方法簡單皇忿,所需輔助設(shè)備少,因此廣泛被用于經(jīng)濟型低檔數(shù)控機床中坦仍。
2.2 對刀儀對刀
對刀儀對刀鳍烁,分為機內(nèi)對刀儀對刀和機外對刀儀對刀兩種。機內(nèi)對刀儀對刀是將刀具直接安裝在機床某一固定位置上(對車床堆嘿,刀具直接安裝在刀架上或通過刀夾再安裝在刀架上)羞条,此方法比較多地用于車削類數(shù)控機床中。而機外對刀儀對刀必須通過刀夾再安裝在刀架上(車床)氏走,連同刀夾一起资妇,預(yù)先在機床外面校正好,然后把刀裝上機床就可以使用了技碍,此方法目前主要用于鏜銑類數(shù)控機床中皇苫,如加工中心等。采用對刀儀對刀需添置對刀儀輔助設(shè)備云许,成本較高烈拉,裝卸刀具費力,但可節(jié)省機床的對刀時間辣候,提高了對刀精度牛拭,一般用于精度要求較高的數(shù)控機床中嘹谎。
2.3 ATC對刀
AIC對刀是在機床上利用對刀顯微鏡自動計算出刀具長度的方法。由于操縱對刀鏡以及對刀過程還是手動操作和目視割扬,故仍有一定的對刀誤差囤恶。與對刀儀對刀相比,只是裝卸刀具要方便輕松些窘游。自動對刀是利用CNC裝置的刀具檢測功能唠椭,自動精確地測出刀具各個坐標(biāo)方向的長度,自動修正刀具補償值忍饰,并且不用停頓就直接加工工件贪嫂。與前面的對刀方法相比,這種方法減少了對刀誤差艾蓝,提高了對刀精度和對刀效率力崇,但需由刀檢傳感器和刀位點檢測系統(tǒng)組成的自動對刀系統(tǒng),而且CNC系統(tǒng)必須具備刀具自動檢測的輔助功能赢织,系統(tǒng)較復(fù)雜亮靴,投入資金大,一般用于高檔數(shù)控機床中于置。
2.4 自動對刀
自動對刀是利用CNC裝置的刀具檢測自動修正刀具補償值功能茧吊,自動精確地測出刀具各個坐標(biāo)方向的長度,并且不用停頓就直接加工工件八毯。
在加工中心上一次安裝工件后饱狂,需用刀庫中的多把刀具加工工件的多個表面。為提高對刀精度和對刀效率舶酒,一般采用機外對刀儀對刀、ATC對刀和自動對刀等方法酷豫,其中機外對儀對刀一般廣泛用于中檔鏗銑類加工中心上缰橘。在采用對刀儀對刀時,一般先選擇基準(zhǔn)芯棒對準(zhǔn)好工件表面雀秤,以確定工件坐標(biāo)原點赞拼,然后選擇某一個方便對刀的面,采用動態(tài)(刀轉(zhuǎn))對刀方式缔龟。
3 加工誤差的原因及采取的措施
概括起來璃锻,產(chǎn)生對刀誤差的原因有:
(1)當(dāng)用試切法對刀時,對刀誤差主要來源于試切工件之后的測量誤差和操作過程中目測產(chǎn)生的誤差值豫。
(2)當(dāng)使用對刀儀玫葡、對刀鏡對刀和自動對刀時,誤差主要未源于儀器的制造澈拖、安裝和測量誤差碴穴,另外使用儀器的技巧欠佳也會造成誤差赋焕。
(3)測量刀具時是在靜態(tài)下進行的,而加工過程是動態(tài)的仰楚,同時要受到切削力和振動外力的影響隆判,使得加工出來的尺寸和預(yù)調(diào)尺寸不一致。此項誤差的大小決定于刀具的質(zhì)量和動態(tài)剛度僧界。
(4)在對刀過程中侨嘀,大多時候要執(zhí)行“機床回參考點”的操作,在此過程中可能會發(fā)生零點漂移而導(dǎo)致回零誤差捂襟,從而產(chǎn)生對刀誤差咬腕。
(5)機床內(nèi)部都有測量裝置,最小度量單位的大小也與誤差有關(guān)笆豁。一般說來郎汪,最小度量單位大的測裝置其誤差就大,最小度量單位小的測量裝置其誤差就小闯狱。
減小對刀誤差的主要措施有:
(1)當(dāng)用試切法對刀時煞赢,操作要細心。對刀后還要根據(jù)刀具所加工零件的實際尺寸和編程尺寸之間的誤差來修正刀具補償值哄孤,還要考慮機床重復(fù)定位精度對對刀精度的影響以及刀位點的安裝高度對對刀精度的影響照筑。
(2)當(dāng)使用儀器對刀時,要注意儀器的制造旅霍、安裝和測量精度诽矩。要掌握使用儀器的正確方法。
(3)選擇刀具時要注意刀具的質(zhì)量和動態(tài)剛度铣翁。
(4)定期檢查數(shù)控機床零點漂移情況租触,注意及時調(diào)整機床。
通過采用試切法與近似定值法法對零件進行加工供馍,每種方法均加工五個零件蔽宜。分別測量其軸向尺寸與其中一個徑向尺寸(10),求尺寸偏差絕對值的平均值刽软,平均值大的那一組工件說明其對刀誤差較大苫颤。
如果零件的軸向尺寸精度要求高的話,不要用手動測量的試切對刀奏散,因為測量時的人為誤差難以避免俯坐,可用系統(tǒng)自動測量的那種試切對刀方法,不過也要看系統(tǒng)測量精度是否與需要保證的尺寸精度剩喧。如果零件的徑向尺寸要求較高寺晌,盡量不要用近似定值法對刀,此對刀方法很難保證刀剪準(zhǔn)確的對準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心澡刹。不過這種方法對刀零件的軸向尺寸不會有太大的誤差折剃,因為對刀時的軸向尺寸是系統(tǒng)自動測量的另假,避免了人為誤差的介入。
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