數控機床對刀及誤差研究

1數控加工過程中產生的加工誤差

　　(1)編程誤差:主要是數控編程時數控系統產生的插補誤差,主要由于用直線段或圓弧段避近零件輪廓時產生的。這是影響零件加工精度的一個重要因素?？梢钥吭黾硬逖a節點數解決,但會增加編程工作量。

　　(2)刀尖圓弧誤差:在切削內孔、外因或端面時,刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀,但在加工錐面或圓弧時受刀尖圓弧影響造成過切或少切。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。

　　(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,導致的實測尺寸不準確。此誤差可彌補。

　　(4)對刀誤差:此誤差主要產生在對刀過程中,刀具在移動到起刀點位置時受操作系統的進給修調比例值影響。解決辦法是合理選擇進給修調比例,尤其是當刀具靠近起刀點位置時采用最小擋進給修調使刀具精確定位于起刀點位置。

　　(5)機床系統誤差:受機床本體影響產生的形位公差,此公差一般不可調整;伺服單元,驅動裝置產生的重復定位誤差,主要由系統受機床脈沖當量大小、均勻度及傳動路線影響;這些誤差量很小且穩定,只有在精密加工時應予以考慮。

　　2對刀方法

　　數控加工的對刀,對其處理的好壞直接影響到加工零件的精度,還會影響數控機床的操作。所謂對刀,就是在工件坐標系中使刀具的刀位點位于起刀點(對刀點)上,使其在數控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工表面相對于定位基準有正確的尺寸關系,從而保證零件的加工精度要求。在數控加工中,對刀的基本方法有試切法、對刀儀對刀、ATC對刀和自動對刀等。

　　2.1試切法

　　根據數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,可采用三種方法:一是用量具(如鋼板尺等)直接測量,對準對刀尺寸,這種對刀方法簡便但不精確;二是通過刀位點與定位塊的工作面對齊后,移開刀具至對刀尺寸,這種方法的對刀準確度取決于刀位點與定位塊工作面對齊的精度;三是將工件加工面先光一刀,測出工件尺寸,間接算出對刀尺寸,這種方法最為精確。在絕對式試切法對刀中,需采用基準刀,然后以直接或間接的方法測出其他刀具的刀位點與基準刀之間的偏差,作為其他刀具的設定刀補值。以上試切法,采用“試切——測量——調整(補償)”的對刀模式,故占用機床時間較多,效率較低,但由于方法簡單,所需輔助設備少,因此廣泛被用于經濟型低檔數控機床中。

　　2.2對刀儀對刀

　　對刀儀對刀分為機內對刀儀對刀和機外對刀儀對刀兩種。機內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,刀具直接安裝在刀架上或通過刀夾再安裝在刀架上),此方法比較多地用于車削類數控機床中。而機外對刀儀對刀必須通過刀夾再安裝在刀架上(車床),連同刀夾一起,預先在機床外面校正好,然后把刀裝上機床就可以使用了,此方法目前主要用于鏜銑類數控機床中,如加工中心等。采用對刀儀對刀需添置對刀儀輔助設備,成本較高,裝卸刀具費力,但可節省機床的對刀時間,提高了對刀精度,一般用于精度要求較高的數控機床中。

　　2.3ATC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,故仍有一定的對刀誤差。與對刀儀對刀相比,只是裝卸刀具要方便輕松些。自動對刀是利用CNC裝置的刀具檢測功能,自動精確地測出刀具各個坐標方向的長度,自動修正刀具補償值,并且不用停頓就直接加工工件。與前面的對刀方法相比,這種方法減少了對刀誤差,提高了對刀精度和對刀效率,但需由刀檢傳感器和刀位點檢測系統組成的自動對刀系統,而且CNC系統必須具備刀具自動檢測的輔助功能,系統較復雜,投入資金大,一般用于高檔數控機床中。