數控車削加工誤差分析與研究

摘要：本文主要對數控車削加工的一些誤差進行了研究和分析，針對產生的誤差提出了相應的解決措施。

關鍵詞：數控車削加工；誤差；措施

在機械的制造業當中，因為數控車削加工的生產效率和加工的精度都比較的高，而且加工的質量也比較的穩定，加工零件的靈活性和適應性都比較的好，所以數控車削加工的應用是非常的廣泛。在實際的數控車削加工的過程當中，對于加工工件精度有影響的因素比較多，比如在安裝或者制造夾具、刀具和機床時產生的誤差，在使用的過程當中造成的磨損，因為切削力引起的變形等對于加工工件的精度都具有直接的影響。本文重點對在進行數控車削加工時，下面這樣幾種誤差對于加工工件的精度影響進行了研究和分析，并且提出了相應的解決措施。

1.絲杠的間隙誤差

1.1.產生絲杠間隙誤差的原因。在每一個運動機床的部件以及機床部件的驅動裝置之間，當在進行力傳送的時候，一般都會留下一個比較小的間隙，因為如果這一結構完全沒有縫隙的話，那么就會使得機床受到比較嚴重的磨損。也正是因為有這個間隙在，所以當機床的主軸或者進給軸在進行換向的時候，那么執行件實際的運動量和編程值（也就是理論值）之間就會產生一定的誤差，那么最終加工工件的精度也會有一定的下降。

1.2.解決絲杠間隙誤差的措施。首先就是可以很好的利用數控系統的反向間隙參數的補償功能來最終實現間隙的補償。在進行間隙補償的時候，主要的原理就是通過實際的測量來得到機床的反向間隙的誤差值，然后把這個誤差值保存在數控系統的參數設置當中，當機床的主軸或者進給軸在進行換向的時候，就可以通過間隙的補償值來對執行件的實際值進行修正。采用這種方法來消除誤差主要的優點就是非常的方便，但是因為在得到各個軸的間隙誤差時主要是通過實際的測量，那么肯定也就會受到測量誤差的一些影響，而且對于那些因為切削力引起的誤差，這種方法是不能進行補償的，所以說這種方法還是具有一定的局限性。其次就是不用控制參數來進行補償，而是在精加工的程序當中，對絲杠間隙的誤差進行補償。當機床開始在某一個方向上進行反向運動的時候，那么在這個動作之后就應該要進行附加的補償動作，一般情況都可以分為直線和圓弧這樣兩種情況，那么在進行絲杠間隙誤差補償的時候，就應該要根據具體的情況在進行。

2.刀具磨損產生的誤差

2.1.刀具磨損產生誤差的原因。在進行數控編程的時候，一般都是按照理想的刀尖來進行的。理想刀尖在進行運動的時候，都是按照程序描述的軌跡來進行，這樣的話加工出的工件輪廓和形狀才能夠符合實際的要求。但是在工件進行自動加工的實際過程當中，刀具是肯定會受到磨損的，而在刀具受到磨損之后，那么實際刀尖的位置也就會和理想的刀尖位置有一定的偏移，那么在這樣的情況之下，如果基準點還是按照理想刀尖，然后控制刀具進行運動的話，那么就肯定會產生一定的加工誤差。

2.2.對刀具磨損誤差的分析。如果只是考慮刀具磨損這樣一個誤差因素的話，那么在對外圓進行加工的時候，那么工件的徑向尺寸就會偏大2VX，而VX則是表示在X方向上，刀具的磨損量。而在Z方向上尺寸產生的誤差為VZ，VZ就表示在Z方向上，刀具的磨損量。而如果是在加工內孔的時候，那么孔的徑向尺寸就會比2VX小，同樣在Z方向上尺寸產生的誤差也為VZ。

2.3.解決刀具磨損產生的誤差策略。首先就是可以通過對刀改值的修改，從而來是尺寸的精度得到保證。因為在進行數控車削加工的時候，還很的因素都會對工件的加工精度造成影響，而且對于刀具的磨損量也不可能預先就知道，所以上面在對刀具磨損對于加工產生的影響進行分析的時候，都是從理論方面來分析的。在進行數控車削加工的時候，如果是進行的大批量的精加工的話，那么在對誤差的影響進行分析的時候，就可以通過對工件的尺寸進行測量來分析，然后再對刀具磨損的補償值進行修正，這樣就可以使得工件的尺寸達到要求。其次就是通過對程序和刀補的修改，來保證尺寸的精度。在進行數控車削加工的時候，經常就會碰到在對加工好的工件進行檢測的時候，尺寸不能夠達到精度的要求，而且尺寸在變化的時候也沒有規律。如果通過對刀補值的修改還不能很好的滿足工件的尺寸要求，那么就需要對程序中的尺寸進行修改，也就是通過修改程序和刀補的方法來進行誤差的消除。

3.對刀高度產生的誤差

3.1.對刀高度產生誤差的原因。數控車削在加工工件的時候，一般都是采用的試切法來對刀，也就是也要用車刀來對外圓的表面進行試切，然后在對外圓的直徑進行測量，再將外圓的直徑輸入到數控系統的形狀補償界面當中，最后需要按下測量軟鍵，那么刀具在X方向上的形狀補償值就可以自動的輸入到機床相對應的形狀寄存器當中。然后再用車刀來試切外圓的斷面，這個時候就可以得到刀具在Z方向上的形狀補償值。但是在實際對刀的過程當中，要想使得刀尖和工件的軸線一直都保持在同一高度的話是相當困難的。經過相關的分析可以知道，因為刀尖和工件的軸線不是在同一高度，這樣就會使得加工的誤差和刀尖高出工件軸線的高度、工件的直徑以及進給的深度有關。

3.2.解決刀高度產生的誤差措施。對于對刀高度產生的誤差，主要可以從下面這幾個方面來進行控制：首先就是在進行對刀的時候，應該要采用比較專業的對刀儀器來進行，在對刀具進行安裝的過程當中，也應該要減小相應的誤差。其次就是對刀架安裝的基面和中心軸線之間的高度值，應該要進行預先的測量，在裝刀之前，就應該要根據這個測量出來的高度值來對墊刀片的厚度進行比較精確的調整。最后就是在選擇切削用量的時候應該要合理。從工藝的角度來講的話，那么在最后進行精加工的時候，對于刀具的進給深度應該要控制好，如果刀具的進給深度足夠小的話，那么就能夠很好的減小對刀高度產生的誤差。

4.結束語

要想通過數控車削加工來生產出復雜而且精度比較高的零件，那么就需要對產生各種誤差的原因進行仔細的分析，然后再找出相應的解決措施，從而使得加工零件的效率和質量都能夠得到有效的提高。

參考文獻：

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