數控加工對刀誤差對加工精度的影響分析

武 斐

（新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453000）

1 數控機床的對刀方法

（1）試切法。試切法是數控機床應用較多的一種對刀方法，對刀精度較高，而且對機床本身和數控系統的性能要求較低，因而在機械數控加工領域得到了廣泛應用。在進行數控機床對刀時，采用試切法是利用機床自帶的檢測裝置可以對工件和刀具的空間位置進行實時檢測來完成的。以絕對試切法對刀為例，首先通過輸入相應的控制指令來將機床進行歸零操作；然后將工件在機床上進行裝夾；接著啟動機床，讓基準刀具快速移動到工件周圍并試切一刀；最后對試切形成的工件尺寸進行記錄，并輸入到數控系統中，此時系統會自動計算刀具偏移量，并對坐標進行相應的修正。這種方法在數控車床上取得了廣泛的應用，不僅可以在加工外圓上修正x軸上的坐標值，還能在加工端面時修正z軸上的坐標值。通過以上步驟就可以實現數控機床的對刀操作，然后進入到下道工序的加工進程中。

（2）對刀儀對刀。現實中廣泛使用的對刀儀分為機內對刀儀和機外對刀儀兩類。以數控車床上廣泛使用的機內對刀儀為例，一般是先將刀具安裝在刀架上，然后將工件安裝在三爪卡盤上，最后利用對刀儀并結合數控系統來構建工件坐標系，從而實現對刀操作。這種對刀方式代替了傳統的手工對刀操作，因此可以大幅度提升對刀精度。但這種方法因為要投入運用對刀儀的緣故，所以花費成本較高。

2 數控機床的對刀誤差分析

（1）機床系統誤差分析。當今我國廣泛使用的數控系統有日本的FANUC、德國的西門子以及我國教學中使用的華中數控。這三種系統雖然都已經實際應用于數控加工領域，但因為研發地點和背景的不同，所以存在著一些區別。通常來說，大型制造企業往往會優先采用西門子系統，這是因為西門子的機電產品發展歷史悠久且性能更加優良，采用它加工的零件不僅尺寸精度和表面質量都更高，而且也支持復雜機械產品的加工任務。此外，日本的FANUC數控系統在國內的一些加工企業中也有所應用，但因為其系統在設計上本身就存在一定誤差，所以造成一些數控機床在對刀時也難免會產生誤差，進而就給零件的加工精度也造成了一定影響。與前兩者相比，國產的華中系統無論是系統本身還是配套設備，誤差均大于前兩者，所以現實中并沒有在企業進行良好的推廣和應用。事實上，無論是何種數控加工系統，誤差都是難以徹底避免的，但隨著數控加工技術的不斷發展，尤其是誤差補償技術的應用，促使數控系統的精密度也在不斷提升，所以對刀誤差也在逐步減小。

（2）數控機床本身的誤差分析。除了數控加工系統之外，數控機床設備本身的機械工藝性及精密性也會影響到機床的加工性能，進而影響到對刀精度。比如一些國產的數控機床在長時間使用后，因為導軌出現表面創傷或發生變形等原因，會致使對刀過程中存在一定的位置誤差。但只要加強對數控機床設備的維護保養，這種誤差影響可以被最大限度地降到最低。數控機床設備的生產廠商不同，也會導致機床設備本身的誤差存在差異。近年來，隨著國家對機械制造產業的重視度不斷提高，很多不具備數控機床生產資質的廠商，在缺乏相關的設計和技術的支持下就盲目推出自己的產品。這些產品一旦流入到市場中，那么必然會在使用過程中產生較大的對刀誤差，進而嚴重影響到加工精度。

（3）測量誤差分析。在數控機床對刀過程中，很多都需要進行人工操作。比如在用試切法對數控車床進行對刀時，就需要對外圓直徑進行測量。如果測量中存在誤差，那么就會導致輸入到數控系統中的數據存在誤差，進而產生對刀誤差。同時，即使是使用對刀儀等輔助設備進行對刀操作，輔助設備的安裝精度和測量精度也會影響到對刀精度。此外，對刀方法的選擇也會影響到對刀精度，比如當采用手動方式進行試切對刀時，測量誤差對對刀精度就比較大，但如果使用的是數控車床自帶的計算機檢測裝置進行測量試切，就會大大降低對刀誤差。

3 對刀誤差對加工精度的影響分析

對于因數控系統而造成的對刀誤差，因為誤差本身無法消除，所以導致其對加工精度的影響也難以避免，只能通過運用補償技術來保證加工質量；對于因機床設備而造成的對刀誤差，通常只要做好機床設備的選型，并按時對其進行保養和維護，那么這類誤差對加工精度的影響就可以被降到最低。至于對刀過程中的測量誤差，可以采用自動檢測技術來加以消除，進而有效降低這種誤差對加工精度的影響。

［1］趙春陽.數控車削試切對刀誤差對加工精度的影響［J］.現代制造技術與裝備，2017，（2）：94-95.

［2］張志敏.淺析數控加工對刀誤差對加工精度的影響［J］.山東工業技術，2015，（18）：17.