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零件的误差分析以及改进方法

在数控加工中,为降低加工工件表面粗糙度、减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因

素,通常车刀会存在刀尖圆弧半径r,主偏角kr,车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响,必定

引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差,由此使得加工中的运行轨迹与被加工零件的表面形状产生

差异。因被加工零件表面形状各异,所以引起的差异也各不相同。

二误差分析及改进方法

下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。

1.车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

众所周知,被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。

对于主偏角kr=90度的车削加工,参见图1.1示,被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。

当(D-d)/2=ap>r时,由图可知,由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量△a为

△a=b-a=r

△a=b-a=r

式中:b一一零件轴向尺寸;a一一实际轴向位移量;r一一刀尖圆弧半径。

此时,刀具实际轴向位移是长度a为:

a=b-△a=b-r

当(D-d)/2=ap

△a=BC=

此时,刀具实际轴向位移长度a=b-△a=

对于主偏角KF<90°的车削加工,当完成轴向加工即处于图1.1c位置时,被加工零件的已加工表面部由车刀刀

尖点A保证,零件的加工表面由刀具型面AC和CE形成。显而易见,当刀具轴向位移长度为a时,则达到零件

要求的轴向长度。所以轴向尺寸变化量△a为:

△a=b-a=BC+DE

因为BC=rsinKr

DE=CEctgKr=(ap-r+rcos,Kr)ctgKr

所以Δa=rsinKr+(ap-r+rcosKr)ctgKr......

此时,刀具的实际轴向位移长度a为:

a=b-△a=b-rsinKr+(ap-r+rcosKr)ctgKr......

当(D-d)/2=ap

由此可得结论:

对于圆柱类零件表面的加工,由于车刀刀尖圆弧半径与车刀主偏角的存在,使得被加工零件的轴向尺寸发生

变化,且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大;随车刀主偏角的增大而减小。所以,在编制加工程

序时,应相应改变其轴向位移长度。刀具几何参数对此类零件的径向尺寸无影响。

2.车刀刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件表面的影响

5.误差的消除方法

消除方法(1): 编程时,调整刀尖的轨迹,使得圆弧形刀尖实际加工轮廓与理想轮廓相符。即通过简单的几何

计算,将实际需要的圆弧形刀尖的轨迹换算出假想、刀尖的轨迹。

消除方法(2):以刀尖圆弧中心为刀位点编程步骤如下:

绘制件草图以刀尖圆弧半径r和工件尺寸为依据绘制刀尖圆弧运动轨迹计算圆弧中心轨迹特征点编程。

在这个过程中刀尖圆弧中心轨迹的绘制及其特征点计算略显繁琐,如果使用CAD软件中等距线的绘制功能和

点的坐标查询功能来完成此项操作则显得十分方便。

另外,采用这种方法加工时,注意以下两点:

1.检查所使用刀具的刀尖圆弧半径的r-值是否与程序中的r值相符;

2.对刀时,要把r值考虑进去。

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