消除數(shù)控車(chē)床Y向偏差修正技術(shù)方法研究

張俊義

【摘要】文章對(duì)數(shù)控車(chē)床有刀偏與無(wú)刀偏狀態(tài)中的Y向偏差變化情況進(jìn)行了對(duì)比論述，通過(guò)分析與研究Y向偏差的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而應(yīng)用合理的方法進(jìn)行解決。將Y向偏差的計(jì)算公式總結(jié)了出來(lái)，總結(jié)出了車(chē)削比基圓大或者小時(shí)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(lái)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車(chē)床；Y向偏差；修正技術(shù)

在試驗(yàn)的時(shí)候，通過(guò)數(shù)控車(chē)床加工零件，能夠發(fā)覺(jué)工件Y軸處的具體尺寸同程序的對(duì)應(yīng)理論數(shù)據(jù)會(huì)存在一定的差異。也就是我們?cè)谘芯恐兴Q(chēng)之的Y向偏差，但是，在解決這種偏差時(shí)，刀偏補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ谄渲懈静粫?huì)發(fā)揮作用。所以，需要不斷的分析和研究Y向偏差，進(jìn)而制定對(duì)策解決其中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，為促進(jìn)我國(guó)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(kāi)數(shù)控車(chē)床的支撐，并且，很多工程中所應(yīng)用的零件都是通過(guò)數(shù)控車(chē)床加工出來(lái)，所以說(shuō)，它是促進(jìn)生產(chǎn)的關(guān)鍵所在，對(duì)于其技術(shù)技巧不容忽視。但是，在具體的應(yīng)用中，因?yàn)槎喾矫嬉蛩氐闹萍s，還經(jīng)常會(huì)有問(wèn)題出現(xiàn)，例如，有不規(guī)則的偏差會(huì)經(jīng)常的出現(xiàn)在工件的Y軸中，所以，對(duì)于零件的加工精度必然會(huì)帶來(lái)很大的影響，因此，就需要采取有效的對(duì)策進(jìn)行解決。

首先利用這樣一個(gè)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(gè)圖為數(shù)控臥車(chē)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(huì)存在5毫米的偏差，并且車(chē)削Φ60的幾何關(guān)系也會(huì)被呈現(xiàn)出來(lái)。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(zhǎng)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(guò)它被表示出來(lái)。因?yàn)橛?毫米Y向的刀偏存在于刀尖中，而且OB丿才是車(chē)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(shí)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(jìn)而在設(shè)定刀具的補(bǔ)償時(shí)，也可以按照這樣的方式去做。并且，這種刀補(bǔ)方式基礎(chǔ)上的Y向偏差為我們所要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

（圖二）

二、對(duì)于有刀偏的Y向偏差與Y向無(wú)刀偏

在糾正所出現(xiàn)的偏差時(shí)，需要對(duì)兩個(gè)大方面進(jìn)行掌握，首先，對(duì)于整個(gè)機(jī)床的機(jī)械機(jī)構(gòu)要有一個(gè)全方位的了解，同時(shí)對(duì)于各個(gè)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(duì)于機(jī)床設(shè)備的操作規(guī)范及機(jī)床設(shè)備在工作時(shí)的動(dòng)作次序等也應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的了解與掌握。同時(shí)，對(duì)于其中可能存在的安全隱患必須要預(yù)先進(jìn)行考慮和分析，再者，明確其中的報(bào)警情況。

如圖三所示，展現(xiàn)出了用有Y向偏差與無(wú)Y向刀偏的刀具車(chē)削會(huì)分別的大于或者小于對(duì)刀的基準(zhǔn)圓。

在這個(gè)圖中能夠清晰的發(fā)現(xiàn)，OA`=OA等于R基礎(chǔ)。而且是對(duì)刀的基礎(chǔ)圓半徑；其中，無(wú)Y向刀具車(chē)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(chē)削大圓半徑和小圓的半徑就 可以通過(guò)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(guò)無(wú)Y向刀偏的刀具車(chē)削出來(lái)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(guò)有Y向刀偏的刀具車(chē)削出來(lái)的。因此，可以按照?qǐng)D中所示的幾何關(guān)系完成相應(yīng)的計(jì)算。

車(chē)削的大圓與小圓的Y向偏差即為：

2（R`大-R大）（負(fù)值）=S大；對(duì)應(yīng)的，2（R`小-R?。ㄕ担?S小。

那么，在設(shè)備裝具體運(yùn)行的時(shí)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(jìn)刀量來(lái)完成，同時(shí)，通過(guò)圖三也能夠?qū)С鲂拚礢`大和S`小的具體數(shù)值。并且，通過(guò)表格列出R基、R小 和R大賦值計(jì)算得出的R`大和R`小的數(shù)值。

首先，在對(duì)較基準(zhǔn)圓R基小的圓R小進(jìn)行加工的時(shí)候，車(chē)削出的R小會(huì)小于R`小。當(dāng)存在相等的R基時(shí)，這樣，隨著R小的數(shù)值的不斷增大，Y向的偏差就會(huì)不斷的減小，在R小的數(shù)值穩(wěn)定不變時(shí)，這樣在增大了△之后，也會(huì)相應(yīng)的增大。

其次，在對(duì)R大加工時(shí)，因?yàn)樗萊基大，車(chē)削出的R大會(huì)比R`大要大，存在相同的R基時(shí)，隨著R大的增大，Y向偏差會(huì)不斷的減小，存在著相同的R大時(shí)，在增大了△之后，對(duì)應(yīng)的就會(huì)減小。

再次，當(dāng)存在相同的R小時(shí)，越大的R基，就會(huì)有越大的Y向偏差，當(dāng)R大相同時(shí)，越大的R基，相反就會(huì)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(gè)加工件的加工精度提升上來(lái)，就需要將各個(gè)刀具的Y向刀偏△消除掉，進(jìn)而將存在的Y向刀偏消除掉。在1毫米之內(nèi)調(diào)整臥車(chē)的Y向刀偏是比較容易的。通過(guò)上述分析能夠得知，當(dāng)1≥△時(shí)，就會(huì)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(shí)，（特征是精車(chē)刀），可以對(duì)這樣的方法進(jìn)行應(yīng)用：

首先，只存在1個(gè)刀干精車(chē)時(shí)，能夠劃分成兩種可能：①、只是對(duì)一個(gè)精車(chē)圓進(jìn)行車(chē)削時(shí)，可以用對(duì)刀使用的基準(zhǔn)圓R基來(lái)定義此圓。在對(duì)刀的時(shí)候能夠得到R基，同時(shí)，也能夠在已車(chē)完畢的工件中獲取到。②、對(duì)兩個(gè)以上的精車(chē)圓進(jìn)行車(chē)削時(shí)，車(chē)基準(zhǔn)圓就是其中的一個(gè)，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(lái)，然后，在通過(guò)計(jì)算，將X周的坐標(biāo)修正值計(jì)算出來(lái)，然后，在修改程序的基礎(chǔ)上，完成相應(yīng)的補(bǔ)償。為了能夠更加透徹的闡述清楚，我們可以通過(guò)這樣的案例加以說(shuō)明：

Φ100Φ50為精車(chē)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(chē)削控制在Φ99.990的時(shí)候才算是合格；超差維持在Φ50.500。

一旦在-40um之內(nèi)控制Φ50的偏差，這樣0.040+0.520=0.560mm即為-X向的修正值。換句話(huà)說(shuō)，多向精車(chē)Φ50的程序段內(nèi)進(jìn)刀0.560的直徑量，以毫米為準(zhǔn)。

其次，在精車(chē)的時(shí)候，應(yīng)用兩把以上的刀也會(huì)存在著兩種可能。①、當(dāng)各個(gè)刀只對(duì)單獨(dú)的精車(chē)圓進(jìn)行車(chē)削的時(shí)候，這時(shí)，就可以對(duì)多基準(zhǔn)的方式進(jìn)行應(yīng)用，這種方式非常的特殊，通常為各對(duì)各，就是在定刀偏量的時(shí)候，不會(huì)按照基準(zhǔn)刀去定義，而是將每個(gè)單獨(dú)的精車(chē)圓視作自身的對(duì)刀圓。通上文所述的相同，可以通過(guò)車(chē)削好的工件中得到這些圓。②、當(dāng)兩個(gè)以上精車(chē)圓被各個(gè)刀車(chē)進(jìn)行車(chē)削時(shí)候，也可以按照上文所述的方式進(jìn)行處理。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，一旦有Y向偏差問(wèn)題出現(xiàn)在數(shù)控車(chē)床中，對(duì)其加工出的零件必然帶來(lái)很多影響，導(dǎo)致零件和原來(lái)設(shè)計(jì)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(shí)，對(duì)不同直徑的圓進(jìn)行車(chē)削的時(shí)候，會(huì)展現(xiàn)出不同的Y向偏差，存在著越大的直徑，就會(huì)有越大的偏差。所以，需要在較高的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)控制車(chē)削的精度值。當(dāng)存在較大的上下底面直徑時(shí)，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(xiàn)

[1]王亞玲，胡輝，魏紅根.數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2010（01）：131-132.

[2]謝東，丁杰雄，杜麗等.高速加工運(yùn)動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014（06）：896-898.

[3]李侯強(qiáng).經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工中誤差來(lái)源分析及其對(duì)策[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（18）：789-791.