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數控加工中心機床對刀誤差(chà)及其改進措施

發布時(shí)間:2021-06-23 09:47:08

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  數(shù)控加工中心(xīn)加工對刀儀,其處理好壞直(zhí)接影響加工零件(jiàn)的精度,也影響數控機床的操作。 本文針對數控機床的對刀誤差,提出了改進措施。

         

966立式加工中心                             VMC1050立式加工中心

 

         

VMC855加工中心                                   VMC840加工(gōng)中心

  

   1數控加工中心產生的加工誤差(chà)

  )1)編程誤差:主要是數控編程時數控係統產生的插補誤(wù)差(chà),主要發生在避免在直線段或圓弧段接近零件輪廓時。 這是影響零件加工精度的重要因素之一。 雖(suī)然可以通過增加插值節點數來解決,但編程工作(zuò)量會增加。 (參照新(xīn)數控切削器(qì)故障的檢測和解決方案) ) ) ) ) ) )。


  2 )切削刀尖圓弧誤差:內(nèi)的(de)孔、外因或端麵時,刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀,但加工錐麵或圓弧時,會受到刀尖圓弧的影響,形成咬(yǎo)邊或咬邊。 這個誤差可以通過測量刀尖的圓弧(hú)半徑,采用刀具半徑補償功能來消(xiāo)除誤差。


  3 )測量誤差:主要受測量精度(dù)及測量者操作(zuò)方法的影響,實測尺寸不準確。 這個誤差可以彌(mí)補。


  4 )對刀(dāo)儀誤差(chà):該誤差主要發生在對刀儀中,刀具移動到對刀儀位置時受操(cāo)作(zuò)係統進給補償標尺值的(de)影響。 解決(jué)辦法是合理(lǐ)選擇進給補償比率。 特別是當刀(dāo)具接近起點位置時,使用最(zuì)小擋塊進給補償將刀具準確定位在起點位置(zhì)。


  5 )機床係統的誤差:是受機床主體影響而產生的(de)幾何(hé)公(gōng)差,該公差一般不可調; 伺服(fú)單元、驅動裝置產生的重(chóng)複定位誤差,主要是係(xì)統受機床脈衝當量的大小、均勻度及傳動路徑的影(yǐng)響; 因為(wéi)這些誤差量小且穩定,所以隻應該考慮精密加工的情況。


  2對刀方法


  數控加工對刀儀(yí),其處理好(hǎo)壞直接影響加工零件的精度,也影響數控機床的操作。 對(duì)刀儀是指在工件坐標係(xì)中,使刀具的(de)刀尖位於(yú)起始點(對刀儀),置於數控程序的控(kòng)製下。 這樣,刀具切削的加(jiā)工(gōng)麵相對於定位基準具有準確的(de)尺寸關係,保證了零件的加工精度。 在數控加(jiā)工中,對刀儀的基本方法有測試切割法、對刀儀(yí)、ATC對刀儀、自動對刀儀等。


  2.1試切法


  根據數控機床使用的位置檢測裝置不同(tóng),試切法分為相對式和絕對式兩(liǎng)種。 基於相對式試切法的對刀儀可(kě)以采用三種方法。 一種方法是使用測量器(例如鋼板尺寸等)直接測量,使對刀儀的尺寸一致(zhì)。 該方法簡便但不準確(què); 二是刀點與定位(wèi)塊的工作麵一致後,將(jiāng)刀具拉開到對刀儀的尺寸(cùn)。 該(gāi)方法的對刀儀的精度取決於刃點與定位塊工作麵一致(zhì)的精度(dù)。 第三種方法是先切割工件的加工麵,測量工件的尺寸,間接計算對刀儀的尺寸。 這個方法(fǎ)最正確。 絕對值方式的對刀儀需要采用基準刃,通過直接或間接(jiē)的方法測量其他刀具的刃(rèn)點與基準刃的偏差,作為其他刀具的設定刃補整值。 以上試切法采(cǎi)用“試切——測量——調整(修正)”的對刀方(fāng)式,雖然機(jī)床占用時間多、效率低,但方法簡單、所需輔助設備(bèi)少,因此廣泛應用於經濟型低級數控機床。2.2對刀儀


  對刀儀分為機內對刀儀和機外對刀儀。 機(jī)內對刀(dāo)儀是將刀具直接安裝在機床的某(mǒu)個固定位置(zhì)上,在車床上直接安裝在刀架上,或者通過支架安裝在刀架上。 該方法多用於車削類數控機(jī)床。 另一(yī)方麵,公(gōng)司外部對刀儀必須通過(guò)刀架安裝(zhuāng)在刀架上。 (車(chē)床)、與刀柄一起,預先在機床外校(xiào)正,然後將刀安裝在(zài)機床上即可使用。 該方法目前主要用於鏜床類數控機(jī)床,如加工中心等。 采用對刀儀需要追(zhuī)加對刀儀的(de)輔助設備,成本高,刀具拆裝費(fèi)時費力,但可以節約機(jī)床的對刀時間,提高對(duì)刀儀的精度(dù),一般用於對精度有要求(qiú)的數控機床。


  2.3 ATC對刀儀


  AIC對刀儀是在機床上使用對刀儀顯微鏡自動計算刀具長度(dù)的方法。 由於操作對刀儀、操作對刀儀的過程、目(mù)視對刀儀,因此對刀(dāo)儀存在誤(wù)差。 與對刀(dāo)儀(yí)相比,隻拆裝刀具更簡單(dān)。 自動對刀儀是指利用CNC裝置的刀具檢測功能,自動準確地檢測刀具在各坐標(biāo)方向上的長度,自動修正刀具補償值,並且不停止工件直接加工。 與前一種對(duì)刀方法相比,該方法減少了對刀儀的誤差,提高了對刀儀的精度和效率,但需要由對刀儀和部位檢測係(xì)統組成的自動對刀係統,而且CNC係統需要刀具自動檢測的輔助功能


  2.4自動預設


  自動對刀儀是利用CNC裝置的刀具檢測自動修正刀具補償(cháng)值的功能,可自(zì)動且(qiě)準確地檢測刀具(jù)在各坐標方向上的長(zhǎng)度,並可在工件不停頓的情況(kuàng)下直接加工。 自動(dòng)對刀儀也稱(chēng)為刀尖檢口功能:


  在加工中心一次安裝工件後,需要用刀庫內的多個刀具加工工件的多個表麵。 為了提高對刀儀(yí)的精度、提高效率,一般采用對刀儀、ATC對刀儀(yí)、自(zì)動對刀儀等方法。 其中,對刀儀一般廣泛應用於中端銑削加工中心。 使用對刀儀時,一般為了決定工件的坐標原點,先將基準心軸對準工件(jiàn)表麵,然後選(xuǎn)擇對對刀儀方便的麵,采用動態對刀方式。


  3加工誤差的(de)原因及對(duì)策


  總而言之,對刀儀誤差的原因是:


  (1)采(cǎi)用試切法進行預切時,預(yù)切誤差主要(yào)由試切工件後的測量誤差和操作中的目視誤差引起(qǐ)。


  2 )使用對刀儀、對刀儀、自動對刀儀時,誤差主要由設備的製造、安裝、測量誤差引起,如果設備使用(yòng)不當,也可能導致誤差。(3)刀具測量時是靜態進行的,但加工過程是動態的,同時受到切削力和振(zhèn)動外力的影(yǐng)響,因此加工尺寸和(hé)預設尺寸不一致。 該誤差的大小由刀具的質量和動態剛度決定。


  4 )對刀儀中經常進行“機(jī)床(chuáng)的基準點(diǎn)複位”操作,在此過程中有可能發生零點漂移,產生零點漂移,從而產生對刀誤差。


  5 )機床內部有測量裝置,最小測量單位的大小也與誤差有關。 一般來說,最小測量單位大的測量裝置誤差大,最小測量單位小的測量(liàng)裝置誤差小。


  減少對刀儀(yí)誤差的主(zhǔ)要措施是:


  (1)用試切法開刀時,要仔細操作(zuò)。 對刀儀後,需要根據(jù)刀具加工的零件的實際(jì)尺寸和編程(chéng)尺寸的誤(wù)差來修正刀具補償值。 另外(wài),還需要考慮機床的重複定位精度對對刀(dāo)精度的影響,以(yǐ)及對刀點的安裝(zhuāng)高度對對刀精度的影響。


  2 )使用儀器烘烤對刀儀時(shí),要注意儀器的製(zhì)造、安裝、測量精度。 必須掌握使用儀器的(de)正確(què)方法。


  )3)加工中心選擇工具時,請注意工具的質量和(hé)動態剛性。


  4 )定期(qī)檢(jiǎn)查數控加工中心機床(chuáng)的(de)零(líng)點漂移情況,注意及時調整機床。


  通過采用試切法和近似值法加工零件,分別用不同的方法(fǎ)加工5個零(líng)件(jiàn)。 分別測量其軸向尺寸和(hé)一個(gè)徑向尺寸(10 ),求出尺寸偏差絕對值的平均值(zhí),平均值較大的工作組表示(shì)對刀儀誤差較大。


  要求零(líng)件的軸向尺寸(cùn)精度時,請勿使用手動測量的測試對刀儀。 由於測量(liàng)時的人(rén)為誤差(chà)難(nán)以避免,因此也可以使用係統自動測量那樣的測試對刀儀方法,但也請確認係統的測量精度和應該(gāi)保證(zhèng)的尺寸精度是否存在。 如果零件的半徑尺寸需要很高,如果不使用(yòng)近似值法進行預設,則刀具很(hěn)難準確地與工件(jiàn)的旋轉中心對齊。 但是,該方法在對刀儀部件的(de)軸向尺寸中沒(méi)有大的誤差。 因為加工中心對刀儀時的軸(zhóu)向尺寸由係統自動測量,可以避免人為(wéi)誤差的介入。


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