論文-淺談數(shù)控機床如何提高精度

1、作者簡介：凌書娟（1986-）女 漢族 四川資中人 工商管理學(xué)士 單位：四川成都郫縣希望職業(yè)學(xué)校 郵寄地址：四川省成都市郫都區(qū)團結(jié)鎮(zhèn)花石路68號郫縣希望職校 ；收件人：凌書娟；電話談數(shù)控車削如何提高零件精凌書娟（成都郫縣希望職業(yè)學(xué)校 四川 成都 611745）摘 要：數(shù)控車床的加工精度直接影響機械零件的質(zhì)量，因此加工精度的影響因素受到廣泛關(guān)注。文中主要提到了利用刀尖圓弧和小技巧保證數(shù)控車床加工精度， 對進一步探討數(shù)控車床加工精度的提高措施有一定借鑒作用。關(guān)鍵詞：圓弧加工； 精度 ；刀補根據(jù)以往的研究，影響數(shù)控車床加工精度因素的影響程度存在一定的差別，對其匯總分類可得：

2、加工中的過程誤差所占比例為25%40%，車床本身誤差所占比例為45%65%，檢測誤差所占比例為10%15%。在數(shù)控車床使用過程中，加工的誤差大多來自于刀具。為了降低被加工工件表面的粗糙度，減緩刀具磨損，提高刀具壽命，通常將車刀刀尖刃磨成圓弧形，圓弧半徑一般在0.41.6mm之間。使用有刀尖半徑補償功能(G41、G42)的數(shù)控車床，只要在加工程序中直接按工件尺寸編程，就不會因為刀尖圓弧引起加工誤差；而無此功能的數(shù)控車床，加工中就會受到刀尖圓弧的影響，嚴重時，會造成工件超差報廢?，F(xiàn)就圖1所示工件中SR10-0.04球面的加工來討論這個問題。 圖一加工誤差分析：在經(jīng)濟型數(shù)控車床的使用中，我們通常采用

3、試切法對刀，這樣，加工程序所描述的刀位點是P 點(圖1），而實際參加切削的是刀尖圓弧(此處刀尖圓弧半徑為0.4 mm)而并非P點，因為這個P點實際不存在。所以，加工程序所描述的P 點的軌跡與實際加工輪廓之間存在不同程度的誤差。但在車削外圓、內(nèi)孔及端面時，這個誤差為零。而在加工弧面和錐面時，這個誤差就很明顯。圖中，M線為加工程序所描述的P點的軌跡，即工件的理想尺寸，而實際加工后的輪廓是N線，陰影就是少切削的實體部分，即加工誤差。我們利用UG軟件相關(guān)功能可查得N線是一段半徑為9.6mm的圓弧，最大誤差約為0.17mm，如果這個誤差在公差范圍內(nèi)，我們可以忽略它，否則我們就要采取措施去消除它。下面我們

4、以學(xué)生期末測試題作為案例： 加工如下酒具，尺寸如下：名稱酒具材料45鋼表面粗糙度圓弧處要求Ra=3.2單位成都希望職校 一、提高零件精度方法：工藝分析法，制定合適的加工工序：此零件有有內(nèi)孔，有圓弧，有較細軸類。且圓弧處表面粗糙度要求較高，為了達到精度要求，應(yīng)該先鉆孔，再車外圓。在精車外圓時為了保證6.86-4.83較細杯腿的尺寸，和表面粗糙度可以在粗車酒具內(nèi)孔中放置一塊小棉紗或者小棉布。在精加工小錐度杯腿時可選擇相適應(yīng)的圓弧車刀，我校學(xué)生在實際加工中選用的寬度為4mm的白鋼切刀。刀尖圓弧消除法，為保證R12的內(nèi)外圓弧表面粗糙度時可采用以下方法：改變編程尺寸編程時，調(diào)整刀尖的軌跡，使得圓弧形刀尖

5、實際加工輪廓與理想輪廓相符。以SR12-0.04球面加工為例，編程時我們只需將精車程序段做如下改動即可：改變前N100 G00 X26.3 Z-25N105 G03 X15.68 Z-34.96 R12 FO.1 改變后 N100 G00 X26.3 Z-25 N105 G03 X15.68 Z-34.96 R12.4 FO.1以刀尖圓弧中心為刀位點編程步驟如下：繪制工件草圖以刀尖圓弧半徑r 和工件尺寸為依據(jù)繪制刀尖圓弧運動軌跡計算圓弧中心軌跡特征點編程。在這個過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點計算略顯麻煩，如果使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點的坐標查詢功能來完成此項工作，則顯得十分方

6、便。另外，采用這種方法加工時，操作者要注意以下兩點：1)檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的r 值是否與程序中的r 值相符；2)對刀時，要把r 值考慮進去；即：如果對刀得到的刀補值為x(X軸)和y(Z軸)，則實際應(yīng)該輸入的刀補值為x-2r 和y-r。提高數(shù)控車床加工精度的有效措施如何提高數(shù)控車床的加工精度，生產(chǎn)出更加精密的零件，一直是學(xué)者關(guān)注和研究的重點，根據(jù)數(shù)控車床加工精度的影響因素，可通過提高導(dǎo)軌幾何精度、誤差補償法、誤差防止法控制和提高加工精度。1）提高導(dǎo)軌幾何精度。數(shù)控車床的發(fā)展趨勢為高切削速度、高加工精度，較高的切削速度必然會引起振動，所以需要導(dǎo)軌具有較好的精度穩(wěn)定性和較高的剛度，可以采用

7、鋼制滑動軌道整體磨削的方法進行提高。具體方法為：數(shù)控車床在設(shè)計時采用淬硬處理后的鋼制滑動導(dǎo)軌，用螺釘固定在由導(dǎo)軌磨床磨削后的平面上，導(dǎo)軌與導(dǎo)軌基座之間縫隙用注塑填充物進行充實，最后進行整體磨削，獲得較好的幾何精度。2）誤差補償法。誤差補償法是通過數(shù)控系統(tǒng)的補償功能，對已存在的坐標軸偏差進行補償?shù)姆椒?，精度不高的車床可以通過誤差補償法加工出較高精度的產(chǎn)品。此方法可由硬件或軟件完成。例如采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控車床，由于反向偏差的影響其定位精度存在誤差，可以采用對反向偏差補償?shù)氖侄蜗`差5。3）誤差防止法。誤差防止法是在數(shù)控機床的設(shè)計和制造階段通過提高機械零件的精度來消除可能存在的誤差。此方法能

8、夠從整體上較好地減小加工精度的誤差，但是成本較高，并且此數(shù)控車床在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)提高加工精度難度較大。隨著制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車床作為一種高效率的自動化機床被廣泛應(yīng)用，其加工精度的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和工作性能。本文在簡要闡述數(shù)控車床組成和工作原理的基礎(chǔ)上，研究了數(shù)控車加工精度的影響因素，主要對其伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素和車刀參數(shù)變化因素進行了詳細分析。并提出了3種提高數(shù)控車床加工精度的有效措施，分別為：巧妙使用加工工藝，提高數(shù)控機床精度、和計算數(shù)控刀具圓弧補償。對于職校教學(xué)和進一步研究和分析數(shù)控車床加工精度具有一定的參考價值。參考文獻：【1】陸根奎 車工技師培訓(xùn)教材 機械工業(yè)出版社，2001.4【2

9、】袁哲俊 金屬切削刀具 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1984.4【3】 王光斗 機床夾具設(shè)計手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1984.4【4】 孟少農(nóng) 機械加工工藝手冊 機械工業(yè)出版社2001.4附錄資料：不需要的可以自行刪除閃光對焊工藝評定記錄工程名 xxxx試件用部位崗前焊接工藝試驗試件編號HXJ/2017-20851操作人接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 14設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號Y-7032494鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXH/GL2017-03292焊劑/檢查依據(jù)JGJ18-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)

10、果1.對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋。滿足要求合格2.鋼筋與電極接觸處不得有明顯燒傷無明顯燒傷合格3、接頭處的彎折大于2滿足要求合格4、軸線偏移不得大于筋直徑的1/10，且不得大于1mm滿足要求合格力學(xué)性能鋼筋編號123結(jié)果1.接頭試件拉伸試驗625630640合格2.接頭彎曲試驗90度未破裂90度未破裂90 度未破裂合格試驗結(jié)果試驗報告編號： HXJ/GH2017-06113 ,本試驗結(jié)果 合格 。評定意見結(jié)論： 1、本評定按JGJ18-2012規(guī)定進行準備、施工和試驗； 2、確認試驗記錄正確，評定結(jié)果 合格 。閃光對焊工藝評定記錄工程名稱：試件用部位崗前焊接工藝試驗試

11、件編號HXJ/2017-20851操作人王福軍接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 16設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號B17687鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXH/GL2017-03107焊劑/檢查依據(jù)JGJ18-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)果1.對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋。滿足要求合格2.鋼筋與電極接觸處不得有明顯燒傷無明顯燒傷合格3、接頭處的彎折大于2滿足要求合格4、軸線偏移不得大于筋直徑的1/10，且不得大于1mm滿足要求合格力學(xué)性能鋼筋編號123結(jié)果1.接頭試件拉伸試驗5955

12、90615合格2.接頭彎曲試驗90度未破裂90度未破裂90 度未破裂合格試驗結(jié)果試驗報告編號： HXJ/GH2017-06082 ,本試驗結(jié)果 合格 。評定意見結(jié)論： 1、本評定按JGJ18-2012規(guī)定進行準備、施工和試驗； 2、確認試驗記錄正確，評定結(jié)果 合格 。閃光對焊工藝評定記錄工程名稱：試件用部位崗前焊接工藝試驗試件編號HXJ/2017-20851操作人王福軍接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 18設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號172020鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXJ/GL2017-03111焊劑/檢查依據(jù)JGJ1

13、8-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)果1.對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋。滿足要求合格2.鋼筋與電極接觸處不得有明顯燒傷無明顯燒傷合格3、接頭處的彎折大于2滿足要求合格4、軸線偏移不得大于筋直徑的1/10，且不得大于1mm滿足要求合格力學(xué)性能鋼筋編號123結(jié)果1.接頭試件拉伸試驗605585585合格2.接頭彎曲試驗90度未破裂90度未破裂90 度未破裂合格試驗結(jié)果試驗報告編號： HXJ/GH2017-06083 ,本試驗結(jié)果 合格 。評定意見結(jié)論： 1、本評定按JGJ18-2012規(guī)定進行準備、施工和試驗； 2、確認試驗記錄正確，評定結(jié)果 合格 。閃光對

14、焊工藝評定記錄工程名稱：試件用部位崗前焊接工藝試驗試件編號HXJ/2017-20851操作人王福軍接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 20設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號 TA17-06072鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXJ/GL2017-03297 焊劑/檢查依據(jù)JGJ18-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)果1.對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋。滿足要求合格2.鋼筋與電極接觸處不得有明顯燒傷無明顯燒傷合格3、接頭處的彎折大于2滿足要求合格4、軸線偏移不得大于筋直徑的1/10，且不得大于1mm滿

15、足要求合格力學(xué)性能鋼筋編號123結(jié)果1.接頭試件拉伸試驗600 605610 合格2.接頭彎曲試驗90度未破裂90度未破裂90 度未破裂合格試驗結(jié)果試驗報告編號： HXJ/GH2017-06084 ,本試驗結(jié)果 合格 。評定意見結(jié)論： 1、本評定按JGJ18-2012規(guī)定進行準備、施工和試驗； 2、確認試驗記錄正確，評定結(jié)果 合格 。閃光對焊工藝評定記錄工程名稱：試件用部位崗前焊接工藝試驗試件編號HXJ/2017-20851操作人王福軍接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 22設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號704-1403

16、鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXJ/GL2017-03298焊劑/檢查依據(jù)JGJ18-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)果1.對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋。滿足要求合格2.鋼筋與電極接觸處不得有明顯燒傷無明顯燒傷合格3、接頭處的彎折大于2滿足要求合格4、軸線偏移不得大于筋直徑的1/10，且不得大于1mm滿足要求合格力學(xué)性能鋼筋編號123結(jié)果1.接頭試件拉伸試驗615595605合格2.接頭彎曲試驗90度未破裂90度未破裂90 度未破裂合格試驗結(jié)果試驗報告編號： HXJ/GH2017-06085 ,本試驗結(jié)果 合格 。評定意見結(jié)論： 1、本評定按JGJ18-2012規(guī)定進行準備、施工和試驗； 2、確認試驗記錄正確，評定結(jié)果 合格 。閃光對焊工藝評定記錄工程名稱：試件用部位崗前焊接工藝試驗試件編號HXJ/2017-20851操作人王福軍接頭形式/接頭類型閃光對焊鋼筋規(guī)格HRB400E 25設(shè)備型號UN-100對焊機設(shè)備電壓380V設(shè)備功率U20-3.8-7.6V鋼筋母材爐批號T17-3559 鋼筋母材復(fù)驗報告編號HXJ/GL2017-03299焊劑/檢查依據(jù)JGJ18-2012一般項目質(zhì)量驗收規(guī)程的規(guī)定試件外觀描述結(jié)果1.對焊接