數(shù)控車床對(duì)刀誤差及解決方法

1、11亨猝麗丈尊院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目數(shù)控車對(duì)刀誤差及解決方法系部機(jī)械工程系專業(yè) 數(shù)控技術(shù)班級(jí)10級(jí)數(shù)控技術(shù)一班學(xué)生姓名馬偉光指導(dǎo)教師李彥魁 王成成職稱講師 助理講師2013年3月遼寧工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄摘要第1章 數(shù)控加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工誤差 1第2章對(duì)刀方法 12.1試切法 22.2對(duì)刀儀對(duì)刀 22.3 ATC 對(duì)刀 22.4自動(dòng)對(duì)刀 2第3章加工誤差的原因及采取的措施 33.1產(chǎn)生誤差原因 33.2減少誤差的主要措施 3致謝 4參考文獻(xiàn) 5摘要隨著社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)事業(yè)也正在飛速的發(fā)展。機(jī)械制造業(yè)也在日益的擴(kuò)大， 而且對(duì)丁產(chǎn)品的精度要求也越來(lái)越高。 因此，以數(shù)字控制技術(shù)為核

2、心的新型數(shù)字程序 控制機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。1952年美麻省理工學(xué)院研發(fā)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。數(shù)控技術(shù)是綜合 了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電力電子技術(shù)及現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)等的柔 性制造自動(dòng)化技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展向著高速化，精密化，高效能化，系列化及復(fù)合 化方向發(fā)展。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短 生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而且為了保證產(chǎn)品的合格率，就要保證加工時(shí)的精準(zhǔn) 度。本文:介紹了數(shù)控機(jī)床的各種誤差和對(duì)刀方法 ，詳細(xì)分析了數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀 誤差來(lái)源及相應(yīng)可采取的改善措施。通過(guò)研究這些問(wèn)題，對(duì)提高數(shù)控機(jī)床的加工精度 提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床對(duì)刀點(diǎn)刀位點(diǎn)對(duì)刀第1章

3、 數(shù)控加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工誤差1.1編程誤差主要是數(shù)控編程時(shí)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的插補(bǔ)誤差，主要由丁用直線段或圓弧段避近零 件輪廓時(shí)產(chǎn)生的。這是影響零件加工精度的一個(gè)重要因素。 可以靠增加插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)數(shù)解 決，但會(huì)增加編程工作量。1.2刀尖圓弧誤差在切削內(nèi)孔、外因或端面時(shí)，刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀，但在加工錐面或圓弧 時(shí)受刀尖圓弧影響造成過(guò)切或少切。此誤差可通過(guò)測(cè)量刀尖圓弧半徑 ，采用刀具半徑 補(bǔ)償功能來(lái)消除誤差。1.3測(cè)量誤差主要是受量具測(cè)量精度以及測(cè)量者操作方法影響，導(dǎo)致的實(shí)測(cè)尺寸不準(zhǔn)確。此誤差可彌補(bǔ)。1.4對(duì)刀誤差此誤差主要產(chǎn)生在對(duì)刀過(guò)程中，刀具在移動(dòng)到起刀點(diǎn)位置時(shí)受操作系統(tǒng)的進(jìn)給修 調(diào)比例值影響

4、。解決辦法是合理選擇進(jìn)給修調(diào)比例，尤其是當(dāng)?shù)毒呖拷鸬饵c(diǎn)位置時(shí)采用最小擋進(jìn)給修調(diào)使刀具精確定位丁起刀點(diǎn)位置。1.5機(jī)床系統(tǒng)誤差受機(jī)床本體影響產(chǎn)生的形位公差，此公差一般不可調(diào)整；伺服單元，驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生 的重復(fù)定位誤差，主要由系統(tǒng)受機(jī)床脈沖當(dāng)量大小、均勻度及傳動(dòng)路線影響 ；這些誤差 量很小且穩(wěn)定，只有在精密加工時(shí)應(yīng)予以考慮。第2章對(duì)刀方法數(shù)控加工的對(duì)刀，對(duì)其處理的好壞直接影響到加工零件的精度，還會(huì)影響數(shù)控機(jī)床 的操作。所謂對(duì)刀，就是在工件坐標(biāo)系中使刀具的刀位點(diǎn)位丁起刀點(diǎn) （對(duì)刀點(diǎn)）上,使其在 數(shù)控程序的控制下，由此刀具所切削出的加工表面相對(duì)丁定位基準(zhǔn)有正確的尺寸關(guān)系 從而保證零件的加工精度要求。在

5、數(shù)控加工中，對(duì)刀的基本方法有試切法、對(duì)刀儀對(duì)刀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀等。2.1試切法根據(jù)數(shù)控機(jī)床所用的位置檢測(cè)裝置不同，試切法分為相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。在相 對(duì)式試切法對(duì)刀中，可采用三種方法：一是用量具（如鋼板尺等）直接測(cè)量，對(duì)準(zhǔn)對(duì)刀尺寸， 這種對(duì)刀方法簡(jiǎn)便但不精確；二是通過(guò)刀位點(diǎn)與定位塊的工作面對(duì)齊后，移開刀具至對(duì) 刀尺寸，這種方法的對(duì)刀準(zhǔn)確度取決丁刀位點(diǎn)與定位塊工作面對(duì)齊的精度；三是將工件 加工面先光一刀，測(cè)出工件尺寸，間接算出對(duì)刀尺寸，這種方法最為精確。在絕對(duì)式試切 法對(duì)刀中，需采用基準(zhǔn)刀，然后以直接或間接的方法測(cè)出其他刀具的刀位點(diǎn)與基準(zhǔn)刀之 間的偏差，作為其他刀具的設(shè)定刀補(bǔ)值。以上試切法

6、，采用“試切一一測(cè)量一一調(diào)整（補(bǔ) 償）”的對(duì)刀模式，故占用機(jī)床時(shí)間較多，效率較低，但由丁方法簡(jiǎn)單，所需輔助設(shè)備少，因 此廣泛被用丁經(jīng)濟(jì)型低檔數(shù)控機(jī)床中。2.2對(duì)刀儀對(duì)刀對(duì)刀儀對(duì)刀分為機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀對(duì)刀和機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀兩種。機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀對(duì)刀是將刀 具直接安裝在機(jī)床某一固定位置上（對(duì)車床,刀具直接安裝在刀架上或通過(guò)刀火再安裝 在刀架上），此方法比較多地用丁車削類數(shù)控機(jī)床中。而機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀必須通過(guò)刀火 再安裝在刀架上（車床）,連同刀火一起，預(yù)先在機(jī)床外面校正好，然后把刀裝上機(jī)床就可 以使用了，此方法目前主要用丁鯉鐵類數(shù)控機(jī)床中，如加工中心等。采用對(duì)刀儀對(duì)刀需 添置對(duì)刀儀輔助設(shè)備，成本較高，裝卸刀具費(fèi)力，

7、但可節(jié)省機(jī)床的對(duì)刀時(shí)間，提高了對(duì)刀 精度，一般用丁精度要求較高的數(shù)控機(jī)床中。2.3 ATC對(duì)刀AIC對(duì)刀是在機(jī)床上利用對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)計(jì)算出刀具長(zhǎng)度的方法。由丁操縱對(duì)刀 鏡以及對(duì)刀過(guò)程還是手動(dòng)操作和目視，故仍有一定的對(duì)刀誤差。與對(duì)刀儀對(duì)刀相比，只 是裝卸刀具要方便輕松些。自動(dòng)對(duì)刀是利用 CNC裝置的刀具檢測(cè)功能，自動(dòng)精確地測(cè) 出刀具各個(gè)坐標(biāo)方向的長(zhǎng)度，自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值，并且不用停頓就直接加工工件。與 前面的對(duì)刀方法相比，這種方法減少了對(duì)刀誤差，提高了對(duì)刀精度和對(duì)刀效率，但需由 刀檢傳感器和刀位點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)組成的自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng) ，而且CNC系統(tǒng)必須具備刀具自動(dòng) 檢測(cè)的輔助功能，系統(tǒng)較復(fù)雜，投入資金大

8、，一般用丁高檔數(shù)控機(jī)床中。2.4自動(dòng)對(duì)刀自動(dòng)對(duì)刀是利用CNC裝置的刀具檢測(cè)自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值功能，自動(dòng)精確地測(cè)出 刀具各個(gè)坐標(biāo)方向的長(zhǎng)度，并且不用停頓就直接加工工件。自動(dòng)對(duì)刀亦稱刀尖檢口功 能，7遼寧工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在加工中心上一次安裝工件后，需用刀庫(kù)中的多把刀具加工工件的多個(gè)表面。為 提高對(duì)刀精度和對(duì)刀效率，一般采用機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀等方法，其中機(jī)外對(duì)儀對(duì)刀一般廣泛用丁中檔鏗銖類加工中心上。在采用對(duì)刀儀對(duì)刀時(shí)，一般先選擇基準(zhǔn)芯棒對(duì)準(zhǔn)好工件表面，以確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)，然后選擇某一個(gè)方便對(duì)刀的 面，采用動(dòng)態(tài)（刀轉(zhuǎn)）對(duì)刀方式。第3章加工誤差的原因及采取的措施3.1產(chǎn)生誤

9、差原因概括起來(lái)，產(chǎn)生對(duì)刀誤差的原因有：1. 當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí)，對(duì)刀誤差主要來(lái)源丁試切工件之后的測(cè)量誤差和操作過(guò) 程中目測(cè)產(chǎn)生的誤差。2. 當(dāng)使用對(duì)刀儀、對(duì)刀鏡對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀時(shí)，誤差主要未源丁儀器的制造、安 裝和測(cè)量誤差，另外使用儀器的技巧欠佳也會(huì)造成誤差。3. 測(cè)量刀具時(shí)是在靜態(tài)下進(jìn)行的，而加工過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，同時(shí)要受到切削力和振 動(dòng)外力的影響，使得加工出來(lái)的尺寸和預(yù)調(diào)尺寸不一致。此項(xiàng)誤差的大小決定丁刀具 的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。4. 在對(duì)刀過(guò)程中，大多時(shí)候要執(zhí)行“機(jī)床回參考點(diǎn)”的操作，在此過(guò)程中可能會(huì) 發(fā)生零點(diǎn)漂移而導(dǎo)致回零誤差，從而產(chǎn)生對(duì)刀誤差。5. 機(jī)床內(nèi)部都有測(cè)量裝置，最小度量單位的大小也與誤

10、差有關(guān)。 一般說(shuō)來(lái),最小度 量單位大的測(cè)裝置其誤差就大，最小度量單位小的測(cè)量裝置其誤差就小。3.2減少誤差的主要措施減小對(duì)刀誤差的主要措施有：1. 當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí)，操作要細(xì)心。對(duì)刀后還要根據(jù)刀具所加工零件的實(shí)際尺寸 和編程尺寸之間的誤差來(lái)修正刀具補(bǔ)償值，還要考慮機(jī)床重復(fù)定位精度對(duì)對(duì)刀精度的 影響以及刀位點(diǎn)的安裝高度對(duì)對(duì)刀精度的影響。2. 當(dāng)使用儀器對(duì)刀時(shí)，要注意儀器的制造、安裝和測(cè)量精度。要掌握使用儀器的 正確方法。3. 選擇刀具時(shí)要注意刀具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。4 .定期檢查數(shù)控機(jī)床零點(diǎn)漂移情況，注意及時(shí)調(diào)整機(jī)床。通過(guò)采用試切法與近似定值法法對(duì)零件進(jìn)行加工 ，每種方法均加工五個(gè)零件。分 別測(cè)量

11、其軸向尺寸與其中一個(gè)徑向尺寸（10），求尺寸偏差絕對(duì)值的平均值，平均值大 的那一組工件說(shuō)明其對(duì)刀誤差較大。如果零件的軸向尺寸精度要求高的話，不要用手動(dòng)測(cè)量的試切對(duì)刀，因?yàn)闇y(cè)量時(shí)的人為誤差難以避免，可用系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的那種試切對(duì)刀方法，不過(guò)也要看系統(tǒng)測(cè)量 精度是否與需要保證的尺寸精度。如果零件的徑向尺寸要求較高，盡量不要用近似定值法對(duì)刀，此對(duì)刀方法很難保證刀剪準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心。不過(guò)這種方法對(duì)刀零 件的軸向尺寸不會(huì)有太大的誤差，因?yàn)閷?duì)刀時(shí)的軸向尺寸是系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的，避免了人 為誤差的介入。致謝時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼問(wèn)大學(xué)生涯也即將結(jié)束了。 短短的三年時(shí)光里，我們?nèi)悸?成長(zhǎng)起來(lái)了。大學(xué)生活的結(jié)束，

12、也意味著我們即將踏入社會(huì)，準(zhǔn)備為自己的未來(lái)開始 忙碌奔波?；叵肫鹑甑拇髮W(xué)生涯，真是酸甜苦辣咸五味雜陳。對(duì)丁同學(xué)們的友情，老師們 的恩情，我念念不忘。曾經(jīng)在一起快樂的日子也是我美好的回憶。在大學(xué)生活里，我 要感謝的就是我的老師們，你們用你們的汗水傳遞我們知識(shí)，給予我一次乂一次的機(jī) 會(huì)，讓我參加比賽，使我在比賽中學(xué)習(xí)到許多知識(shí)，也見識(shí)到很多的事情，用時(shí)也讓 我成長(zhǎng)了許多。我還要感謝我的同學(xué)們，三年時(shí)光雖然不算長(zhǎng)，但也是不短。你們的 熱情讓我在這個(gè)陌生的環(huán)境下找到了一份溫暖，我們?cè)?jīng)為了班級(jí)的榮譽(yù)一起努力， 有成功，也有失敗，但我們都一起共同的度過(guò)了，都是我們的生活變的豐富多彩。最后我要感謝生我養(yǎng)我的父母！你們是我認(rèn)識(shí)社會(huì)的啟蒙老師，讓我在這個(gè)社會(huì) 里不會(huì)受騙，也讓我在這個(gè)社會(huì)上可以立足，自理。在以后的日子里，我絕對(duì)不會(huì)讓 父母失望，我會(huì)努力的工作，來(lái)報(bào)答你們的養(yǎng)育之恩。大學(xué)的結(jié)束，就標(biāo)志我們開始正式踏入社會(huì)，我希望，在以后的日子里我的家 人朋友，老師都能達(dá)成自己的目標(biāo)。最后我衷心感謝各位老師在白忙之中有時(shí)間對(duì)我的論文進(jìn)行審閱