消除數(shù)控車床Y向偏差修正技術(shù)方法研究
2016-8-1 來源：遼寧省建平縣職業(yè)教育中心 作者： 張俊義
【摘要】文章對數(shù)控車床有刀偏與無刀偏狀態(tài)中的Y向偏差變化情況進行了對比論述，通過分析與研究Y向偏差的相關(guān)內(nèi)容，進而應(yīng)用合理的方法進行解決。將Y向偏差的計算公式總結(jié)了出來，總結(jié)出了車削比基圓大或者小時的Y向偏差的相應(yīng)改變規(guī)律，目的是將工件的加工精度提升上來。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床；Y向偏差；修正技術(shù)
在試驗的時候，通過數(shù)控車床加工零件，能夠發(fā)覺工件Y軸處的具體尺寸同程序的對應(yīng)理論數(shù)據(jù)會存在一定的差異。也就是我們在研究中所稱之的Y向偏差，但是，在解決這種偏差時，刀偏補償?shù)姆椒ㄔ谄渲懈静粫l(fā)揮作用。所以，需要不斷的分析和研究Y向偏差，進而制定對策解決其中可能出現(xiàn)的問題，為促進我國生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
一、Y向偏差的相關(guān)闡述
在很多行業(yè)的發(fā)展中，都離不開數(shù)控車床的支撐，并且，很多工程中所應(yīng)用的零件都是通過數(shù)控車床加工出來，所以說，它是促進生產(chǎn)的關(guān)鍵所在，對于其技術(shù)技巧不容忽視。但是，在具體的應(yīng)用中，因為多方面因素的制約，還經(jīng)常會有問題出現(xiàn)，例如，有不規(guī)則的偏差會經(jīng)常的出現(xiàn)在工件的Y軸中，所以，對于零件的加工精度必然會帶來很大的影響，因此，就需要采取有效的對策進行解決。
首先利用這樣一個案例先了解和掌握下Y向偏差的相關(guān)內(nèi)容。如下圖所示：
圖一
整個圖為數(shù)控臥車加工圖，其中基準(zhǔn)圓就可以用Φ60和Φ30表示，圖二表示以刀架出發(fā)看工件方向的視圖。在-Y向，刀尖同X軸會存在5毫米的偏差，并且車削Φ60的幾何關(guān)系也會被呈現(xiàn)出來。在圖示中，OA和OA丿的值都為15毫米，并且半徑為Φ30；OB為半徑Φ60，長度為30毫米。AB＝A丿B丿＝CD＝15毫米，是Φ30和Φ60的半徑差，
B丿D＝A丿C＝5毫米，刀具的Y向刀偏就可以通過它被表示出來。因為有5毫米Y向的刀偏存在于刀尖中，而且OB丿才是車出的外圓半徑，而不是OB。
而且通常選擇出一把刀作為多刀加工時的基準(zhǔn)刀，這樣可以用零表示其Z和X向的刀偏量，并且，通常都是在基準(zhǔn)到偏量的基礎(chǔ)上確定出其他刀具的刀偏量的，進而在設(shè)定刀具的補償時，也可以按照這樣的方式去做。并且，這種刀補方式基礎(chǔ)上的Y向偏差為我們所要重點研究的內(nèi)容。
圖二
二、對于有刀偏的Y向偏差與Y向無刀偏
在糾正所出現(xiàn)的偏差時，需要對兩個大方面進行掌握，首先，對于整個機床的機械機構(gòu)要有一個全方位的了解，同時對于各個部件的結(jié)構(gòu)原理也要明確；尤其是Y軸的結(jié)構(gòu)形式。其次，對于機床設(shè)備的操作規(guī)范及機床設(shè)備在工作時的動作次序等也應(yīng)該進行詳細的了解與掌握。同時，對于其中可能存在的安全隱患必須要預(yù)先進行考慮和分析，再者，明確其中的報警情況。
如圖三所示，展現(xiàn)出了用有Y向偏差與無Y向刀偏的刀具車削會分別的大于或者小于對刀的基準(zhǔn)圓。
在這個圖中能夠清晰的發(fā)現(xiàn)，OA`＝OA等于R基礎(chǔ)。而且是對刀的基礎(chǔ)圓半徑；其中，無Y向刀具車削出的大圓半徑和小圓半徑OC和OB表示，其中有Y向刀偏的刀具車削大圓半徑和小圓的半徑就 可以通過OB`和OC`表示。
其中R基-R小＝DD`＝AB＝A`B`
R大-R基＝DD"＝A`C`＝AC
△為Y向刀偏＝C`D"＝B`D`＝A`D
R小于R大是通過無Y向刀偏的刀具車削出來的，并且同圖紙的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是相吻合的，并且R`小與R`大是通過有Y向刀偏的刀具車削出來的。因此，可以按照圖中所示的幾何關(guān)系完成相應(yīng)的計算。
車削的大圓與小圓的Y向偏差即為：
2（R`大-R大）（負值）＝S大；對應(yīng)的，2（R`小-R小）（正值）＝S小。
那么，在設(shè)備裝具體運行的時候，為了將其中存在的這一偏差消除掉，在修正中，可以利用更改X軸坐標(biāo)的進刀量來完成，同時，通過圖三也能夠?qū)С鲂拚礢`大和S`小的具體數(shù)值。并且，通過表格列出R基、R小 和R大賦值計算得出的R`大和R`小的數(shù)值。
首先，在對較基準(zhǔn)圓R基小的圓R小進行加工的時候，車削出的R小會小于R`小。當(dāng)存在相等的R基時，這樣，隨著R小的數(shù)值的不斷增大，Y向的偏差就會不斷的減小，在R小的數(shù)值穩(wěn)定不變時，這樣在增大了△之后，也會相應(yīng)的增大。
其次，在對R大加工時，因為它要比R基大，車削出的R大會比R`大要大，存在相同的R基時，隨著R大的增大，Y向偏差會不斷的減小，存在著相同的R大時，在增大了△之后，對應(yīng)的就會減小。再次，當(dāng)存在相同的R小時，越大的R基，就會有越大的Y向偏差，當(dāng)R大相同時，越大的R基，相反就會有越小的Y向偏差。
三、修正Y向偏差的具體方法
為了將各個加工件的加工精度提升上來，就需要將各個刀具的Y向刀偏△消除掉,進而將存在的Y向刀偏消除掉。在1毫米之內(nèi)調(diào)整臥車的Y向刀偏是比較容易的。通過上述分析能夠得知，當(dāng)1≥△時，就會有很小的Y向偏差存在于其中。
但是，當(dāng)難以有效的消除刀具的Y向刀偏時，（特征是精車刀），可以對這樣的方法進行應(yīng)用：
首先，只存在1個刀干精車時，能夠劃分成兩種可能：①、只是對一個精車圓進行車削時，可以用對刀使用的基準(zhǔn)圓R基來定義此圓。在對刀的時候能夠得到R基，同時，也能夠在已車完畢的工件中獲取到。②、對兩個以上的精車圓進行車削時，車基準(zhǔn)圓就是其中的一個，剩下的能夠按照試切調(diào)刀是的得出的圓大小，將Y向刀偏的具體數(shù)值求得出來，然后，在通過計算，將X周的坐標(biāo)修正值計算出來，然后，在修改程序的基礎(chǔ)上，完成相應(yīng)的補償。為了能夠更加透徹的闡述清楚，我們可以通過這樣的案例加以說明：
Φ100Φ50為精車外圓的半徑，要求合理的控制其偏差值，基準(zhǔn)圓為um.Φ100.當(dāng)車削控制在Φ99.990的時候才算是合格；超差維持在Φ50.500。
一旦在-4 0 u m之內(nèi)控制Φ50的偏差，這樣0.0 4 0＋0.520＝0.560mm即為-X向的修正值。換句話說，多向精車Φ50的程序段內(nèi)進刀0.560的直徑量，以毫米為準(zhǔn)。
其次，在精車的時候，應(yīng)用兩把以上的刀也會存在著兩種可能。①、當(dāng)各個刀只對單獨的精車圓進行車削的時候，這時，就可以對多基準(zhǔn)的方式進行應(yīng)用，這種方式非常的特殊，通常為各對各，就是在定刀偏量的時候，不會按照基準(zhǔn)刀去定義，而是將每個單獨的精車圓視作自身的對刀圓。通上文所述的相同，可以通過車削好的工件中得到這些圓。②、當(dāng)兩個以上精車圓被各個刀車進行車削時候，也可以按照上文所述的方式進行處理。
結(jié)語：
綜上所述，一旦有Y向偏差問題出現(xiàn)在數(shù)控車床中，對其加工出的零件必然帶來很多影響，導(dǎo)致零件和原來設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)尺寸間存在較大差異。我們知道，當(dāng)同一把刀存在Y向偏差時，對不同直徑的圓進行車削的時候，會展現(xiàn)出不同的Y向偏差，存在著越大的直徑，就會有越大的偏差。所以，需要在較高的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)控制車削的精度值。當(dāng)存在較大的上下底面直徑時，應(yīng)該向著最小的范圍內(nèi)調(diào)整所用刀具的Y向刀偏，只有這樣，才能夠確保在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)控制Y的方向，消除其中存在的一些偏差。
參考文獻
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