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什么樣的數控編程可提高數控機床的加工精度?

點擊數:發布時間:2015-08-20

       在加工程序編制中,方法、技巧使用得當,對保證和提高數控機床的加工精度有重要的意義。筆者在長期的實踐中,積累了一些編程經驗,介紹如下。
  1 消除公差帶位置的影響
  零件的許多尺寸標注有公差,且公差帶的位置不可能一致,而數控程序一般按零件輪廓編制,即按零件的基本尺寸編制,忽略了公差帶位置的影響。這樣,即使數控機床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。


圖1


  如圖1所示零件,?40尺寸為基軸制,?35尺寸為基孔制過渡配合,?25尺寸為基孔制過盈配合,3個尺寸的公差帶位置不同,如果編程仍按其基本尺寸?40、?35與?25,而不考慮公差帶位置的影響,就可能使某個尺寸加工不符合要求。解決問題的辦法有2種:
  1) 按基本尺寸編程,用半徑補償考慮公差帶位置 即仍然按零件基本尺寸計算和編程,使用同一車刀加工各處外圓,而在加工不同公差帶位置的尺寸時,采用不同的刀具半徑補償值。用這種方法,要先知道刀尖圓弧半徑(此零件加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不必知道刀尖圓弧半徑),所以使用不便,且只能適用于部分數控系統。
  2) 改變基本尺寸和公差帶位置 即在保證零件極限尺寸不變的前提下,調整基本尺寸和公差帶位置。一般按對稱公差帶調整,調整后的基本尺寸及公差如圖2。編程時按調整后的基本尺寸進行,這樣在精加工時用同一把車刀,相同的刀補值(本例加工軌跡與X軸、Z軸平行,可不刀補),就可保證加工精度。當然,如果零件最終還要精加工(如精磨),為保證磨削余量充裕,也可將基本尺寸稍稍加大(此時,公差帶就不對稱)。


圖2


  2 消除機床間隙的影響
  當數控機床長期使用或由于其本身傳動系統結構上的原因,有可能存在反向死區誤差。這時,可在數控編程和加工時采取一些措施,以消除反向死區誤差,提高加工精度。尤其是當被加工的零件尺寸精度接近數控機床的重復定位精度時,更為重要。


圖3

  1) 如圖3所示,精加工工件輪廓為a→b→c→d,如采用如圖4所示的刀具移動路線就不妥,因為從①→②的運動方向與③→④相反,會產生反向間隙,如改為圖5所示的刀具移動路線,精加工時刀具在徑向的移動保持尺寸連續遞增趨勢,在軸向的移動保持尺寸連續向左趨勢,這樣便消除了機床的反向間隙的影響。


圖4


圖5
  2) 如圖6所示,工件的①、②、③、④孔的孔距要求精確,設編程坐標系原點在工件中心點,對刀點(程序起點)也為同一點。如刀具移動路線為:原點O→①→②→③→④孔,則會產生反向間隙,如改為:原點O→A→①→②→③→④,即X方向和Y方向的尺寸保持連續遞減或遞增趨勢,如保持連續遞增和遞減編程有困難.則應加過渡點,如圖7中的B點,刀具移動為A→①→②→③→④,就可消除機床反向間隙。


圖6


圖7
  3 減小數控系統累積誤差的影響
  數控系統在進行快速移動和插補的運算過程中,會產生累積誤差,當它達到一定值時,會使機床產生移動和定位誤差,影響加工精度。以下措施可減小數控系統的累積誤差。
  盡量用絕對方式編程 絕對方式編程以某一固定點(工件坐標原點)為基準,每一段程序和整個加工過程都以此為基準。而增量方式編程,是以前一點為基準,連續執行多段程序必然產生累積誤差。
  插入回參考點指令 機床回參考點時,會使各坐標清零,這樣便消除了數控系統運算的累積誤差。在較長的程序中適當插入回參考點指令有益于保證加工精度。有換刀要求時,可回參考點換刀,這樣一舉兩得。
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