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精密車削加工精度的幾點(diǎn)編程經(jīng)驗(yàn)
在精密車削加工程序編制中,方法、技巧使用得當(dāng),對(duì)保證和提高數(shù)控機(jī)床的加工精度有重要的意義。筆者在長(zhǎng)期的實(shí)踐中,積累了一些編程經(jīng)驗(yàn),介紹如下。 1 消除公差帶位置的影響
零件的許多尺寸標(biāo)注有公差,且公差帶的位置不可能一致,而數(shù)控程序一般按零件輪廓編制,即按零件的基本尺寸編制,忽略了公差帶位置的影響。這樣,即使數(shù)控機(jī)床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。如圖1所示零件,?40尺寸為基軸制,?35尺寸為基孔制過渡配合,?25尺寸為基孔制過盈配合,3個(gè)尺寸的公差帶位置不同,如果編程仍按其基本尺寸?40、?35與?25,而不考慮公差帶位置的影響,就可能使某個(gè)尺寸加工不符合要求。解決問題的辦法有2種:
按基本尺寸編程,用半徑補(bǔ)償考慮公差帶位置 即仍然按零件基本尺寸計(jì)算和編程,使用同一車刀加工各處外圓,而在加工不同公差帶位置的尺寸時(shí),采用不同的刀具半徑補(bǔ)償值。用這種方法,要先知道刀尖圓弧半徑(此零件加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不必知道刀尖圓弧半徑),所以使用不便,且只能適用于部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)。
改變基本尺寸和公差帶位置 即在保證零件極限尺寸不變的前提下,調(diào)整基本尺寸和公差帶位置。一般按對(duì)稱公差帶調(diào)整,調(diào)整后的基本尺寸及公差如圖2。編程時(shí)按調(diào)整后的基本尺寸進(jìn)行,這樣在精加工時(shí)用同一把車刀,相同的刀補(bǔ)值(本例加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不刀補(bǔ)),就可保證加工精度。當(dāng)然,如果零件最終還要精加工(如精磨),為保證磨削余量充裕,也可將基本尺寸稍稍加大(此時(shí),公差帶就不對(duì)稱)。
在精密車削加工程序編制中,方法、技巧使用得當(dāng),對(duì)保證和提高精密車削加工精度有重要的意義。筆者在長(zhǎng)期的實(shí)踐中,積累了一些編程經(jīng)驗(yàn),介紹如下。
1 消除公差帶位置的影響
零件的許多尺寸標(biāo)注有公差,且公差帶的位置不可能一致,而數(shù)控程序一般按零件輪廓編制,即按零件的基本尺寸編制,忽略了公差帶位置的影響。這樣,即使數(shù)控機(jī)床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。如圖1所示零件,40尺寸為基軸制,?35尺寸為基孔制過渡配合,25尺寸為基孔制過盈配合,3個(gè)尺寸的公差帶位置不同,如果編程仍按其基本尺寸?40、35與25,而不考慮公差帶位置的影響,就可能使某個(gè)尺寸加工不符合要求。解決問題的辦法有2種:
1. 按基本尺寸編程,用半徑補(bǔ)償考慮公差帶位置即仍然按零件基本尺寸計(jì)算和編程,使用同一車刀加工各處外圓,而在加工不同公差帶位置的尺寸時(shí),采用不同的刀具半徑補(bǔ)償值。用這種方法,要先知道刀尖圓弧半徑(此零件加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不必知道刀尖圓弧半徑),所以使用不便,且只能適用于部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)。
2. 改變基本尺寸和公差帶位置即在保證零件極限尺寸不變的前提下,調(diào)整基本尺寸和公差帶位置。一般按對(duì)稱公差帶調(diào)整,調(diào)整后的基本尺寸及公差如圖2。編程時(shí)按調(diào)整后的基本尺寸進(jìn)行,這樣在精加工時(shí)用同一把車刀,相同的刀補(bǔ)值(本例加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不刀補(bǔ)),就可保證加工精度。當(dāng)然,如果零件最終還要精加工(如精磨),為保證磨削余量充裕,也可將基本尺寸稍稍加大(此時(shí),公差帶就不對(duì)稱)。
2 消除機(jī)床間隙的影響
當(dāng)數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期使用或由于其本身傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的原因,有可能存在反向死區(qū)誤差。這時(shí),可在數(shù)控編程和加工時(shí)采取一些措施,以消除反向死區(qū)誤差,提高加工精度。尤其是當(dāng)被加工的零件尺寸精度接近數(shù)控機(jī)床的重復(fù)定位精度時(shí),更為重要。
1. 如圖3所示,精密車削加工工件輪廓為a→b→c→d,如采用如圖4所示的刀具移動(dòng)路線就不妥,因?yàn)閺蘑?/span>→②的運(yùn)動(dòng)方向與③→④相反,會(huì)產(chǎn)生反向間隙,如改為圖5所示的刀具移動(dòng)路線,精加工時(shí)刀具在徑向的移動(dòng)保持尺寸連續(xù)遞增趨勢(shì),在軸向的移動(dòng)保持尺寸連續(xù)向左趨勢(shì),這樣便消除了機(jī)床的反向間隙的影響。
2. 如圖6所示,工件的①、②、③、④孔的孔距要求精確,設(shè)編程坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件中心點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)(程序起點(diǎn))也為同一點(diǎn)。如刀具移動(dòng)路線為:原點(diǎn) O→①→②→③→④孔,則會(huì)產(chǎn)生反向間隙,如改為:原點(diǎn)O→A→①→②→③→④,即X方向和Y方向的尺寸保持連續(xù)遞減或遞增趨勢(shì),如保持連續(xù)遞增和遞減編程有困難.則應(yīng)加過渡點(diǎn),如圖7中的B點(diǎn),刀具移動(dòng)為A→①→②→③→④,就可消除機(jī)床反向間隙。
3 減小數(shù)控系統(tǒng)累積誤差的影響
數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行快速移動(dòng)和插補(bǔ)的運(yùn)算過程中,會(huì)產(chǎn)生累積誤差,當(dāng)它達(dá)到一定值時(shí),會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生移動(dòng)和定位誤差,影響加工精度。以下措施可減小數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差。
1. 盡量用絕對(duì)方式編程絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)(工件坐標(biāo)原點(diǎn))為基準(zhǔn),每一段程序和整個(gè)加工過程都以此為基準(zhǔn)。而增量方式編程,是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn),連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差。
2. 插入回參考點(diǎn)指令機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí),會(huì)使各坐標(biāo)清零,這樣便消除了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算的累積誤差。在較長(zhǎng)的程序中適當(dāng)插入回參考點(diǎn)指令有益于保證加工精度。有換刀要求時(shí),可回參考點(diǎn)換刀,這樣一舉兩得。
3 減小數(shù)控系統(tǒng)累積誤差的影響
數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行快速移動(dòng)和插補(bǔ)的運(yùn)算過程中,會(huì)產(chǎn)生累積誤差,當(dāng)它達(dá)到一定值時(shí),會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生移動(dòng)和定位誤差,影響加工精度。以下措施可減小數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差。
盡量用絕對(duì)方式編程 絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)(工件坐標(biāo)原點(diǎn))為基準(zhǔn),每一段程序和整個(gè)加工過程都以此為基準(zhǔn)。而增量方式編程,是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn),連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差。
插入回參考點(diǎn)指令 機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí),會(huì)使各坐標(biāo)清零,這樣便消除了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算的累積誤差。在較長(zhǎng)的程序中適當(dāng)插入回參考點(diǎn)指令有益于保證加工精度。有換刀要求時(shí),可回參考點(diǎn)換刀,這樣一舉兩得。