數(shù)控加工對刀誤差對加工精度的影響分析
2023-08-17 12:00:00數(shù)控加工對刀誤差對加工精度的影響分析
1、數(shù)控機床的對刀方法
（1）試切法
試切法是數(shù)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(shù)控系統(tǒng)的性能要求較低，因而在機械數(shù)控加工領域得到了廣泛應用。在進行數(shù)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(shù)控系統(tǒng)中，此時系統(tǒng)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(shù)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(xiàn)數(shù)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
對刀儀一般分為機內(nèi)對刀儀和機外對刀儀。以數(shù)控車床上廣泛使用的機內(nèi)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(shù)控系統(tǒng)來構建工件坐標系，從而實現(xiàn)對刀操作。這種對刀方式代替了傳統(tǒng)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(shù)控機床的對刀誤差分析
（1）機床系統(tǒng)誤差分析
當今我國廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)有日本的FANUC、德國的西門子以及我國教學中使用的華中數(shù)控。這三種系統(tǒng)雖然都已經(jīng)實際應用于數(shù)控加工領域，但因為研發(fā)地點和背景的不同，所以存在著一些區(qū)別。通常來說，大型制造企業(yè)往往會優(yōu)先采用西門子系統(tǒng)，這是因為西門子的機電產(chǎn)品發(fā)展歷史悠久且性能更加優(yōu)良，采用它加工的零件不僅尺寸精度和表面質(zhì)量都更高，而且也支持復雜機械產(chǎn)品的加工任務。此外，日本的FANUC數(shù)控系統(tǒng)在國內(nèi)的一些加工企業(yè)中也有所應用，但因為其系統(tǒng)在設計上本身就存在一定誤差，所以造成一些數(shù)控機床在對刀時也難免會產(chǎn)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(chǎn)的華中系統(tǒng)無論是系統(tǒng)本身還是配套設備，誤差均大于前兩者，所以現(xiàn)實中并沒有在企業(yè)進行良好的推廣和應用。事實上，無論是何種數(shù)控加工系統(tǒng)，誤差都是難以徹底避免的，但隨著數(shù)控加工技術的不斷發(fā)展，尤其是誤差補償技術的應用，促使數(shù)控系統(tǒng)的精密度也在不斷提升，所以對刀誤差也在逐步減小。
（2）數(shù)控機床本身的誤差分析
除了數(shù)控加工 系統(tǒng)之外，數(shù)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(chǎn)的數(shù)控機床在長時間使用后，因為導軌出現(xiàn)表面創(chuàng)傷或發(fā)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(shù)控機床設備的維護保養(yǎng)，這種誤差影響可以被最大限度地降到最低。數(shù)控機床設備的生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的重視度不斷提高，很多不具備數(shù)控機床生產(chǎn)資質(zhì)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(chǎn)品。這些產(chǎn)品一旦流入到市場中，那么必然會在使用過程中產(chǎn)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(shù)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(shù)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(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在誤差，進而產(chǎn)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(shù)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
因數(shù)控系統(tǒng)而造成的對刀誤差，由于誤差本身無法消除，所以其對加工精度的影響也難以避免，只能通過補償技術來保證加工質(zhì)量；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(yǎng)和維護，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加以消除，有效降低這種誤差對加工精度的影響。
