數(shù)控加工對(duì)刀誤差對(duì)加工精度的影響分析

武 斐

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀方法

（1）試切法。試切法是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多的一種對(duì)刀方法，對(duì)刀精度較高，而且對(duì)機(jī)床本身和數(shù)控系統(tǒng)的性能要求較低，因而在機(jī)械數(shù)控加工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床對(duì)刀時(shí)，采用試切法是利用機(jī)床自帶的檢測(cè)裝置可以對(duì)工件和刀具的空間位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)來(lái)完成的。以絕對(duì)試切法對(duì)刀為例，首先通過(guò)輸入相應(yīng)的控制指令來(lái)將機(jī)床進(jìn)行歸零操作；然后將工件在機(jī)床上進(jìn)行裝夾；接著啟動(dòng)機(jī)床，讓基準(zhǔn)刀具快速移動(dòng)到工件周?chē)⒃嚽幸坏叮蛔詈髮?duì)試切形成的工件尺寸進(jìn)行記錄，并輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具偏移量，并對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的修正。這種方法在數(shù)控車(chē)床上取得了廣泛的應(yīng)用，不僅可以在加工外圓上修正x軸上的坐標(biāo)值，還能在加工端面時(shí)修正z軸上的坐標(biāo)值。通過(guò)以上步驟就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀操作，然后進(jìn)入到下道工序的加工進(jìn)程中。

（2）對(duì)刀儀對(duì)刀?，F(xiàn)實(shí)中廣泛使用的對(duì)刀儀分為機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀和機(jī)外對(duì)刀儀兩類。以數(shù)控車(chē)床上廣泛使用的機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀為例，一般是先將刀具安裝在刀架上，然后將工件安裝在三爪卡盤(pán)上，最后利用對(duì)刀儀并結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建工件坐標(biāo)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刀操作。這種對(duì)刀方式代替了傳統(tǒng)的手工對(duì)刀操作，因此可以大幅度提升對(duì)刀精度。但這種方法因?yàn)橐度脒\(yùn)用對(duì)刀儀的緣故，所以花費(fèi)成本較高。

2 數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀誤差分析

（1）機(jī)床系統(tǒng)誤差分析。當(dāng)今我國(guó)廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)有日本的FANUC、德國(guó)的西門(mén)子以及我國(guó)教學(xué)中使用的華中數(shù)控。這三種系統(tǒng)雖然都已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用于數(shù)控加工領(lǐng)域，但因?yàn)檠邪l(fā)地點(diǎn)和背景的不同，所以存在著一些區(qū)別。通常來(lái)說(shuō)，大型制造企業(yè)往往會(huì)優(yōu)先采用西門(mén)子系統(tǒng)，這是因?yàn)槲鏖T(mén)子的機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展歷史悠久且性能更加優(yōu)良，采用它加工的零件不僅尺寸精度和表面質(zhì)量都更高，而且也支持復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的加工任務(wù)。此外，日本的FANUC數(shù)控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的一些加工企業(yè)中也有所應(yīng)用，但因?yàn)槠湎到y(tǒng)在設(shè)計(jì)上本身就存在一定誤差，所以造成一些數(shù)控機(jī)床在對(duì)刀時(shí)也難免會(huì)產(chǎn)生誤差，進(jìn)而就給零件的加工精度也造成了一定影響。與前兩者相比，國(guó)產(chǎn)的華中系統(tǒng)無(wú)論是系統(tǒng)本身還是配套設(shè)備，誤差均大于前兩者，所以現(xiàn)實(shí)中并沒(méi)有在企業(yè)進(jìn)行良好的推廣和應(yīng)用。事實(shí)上，無(wú)論是何種數(shù)控加工系統(tǒng)，誤差都是難以徹底避免的，但隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，促使數(shù)控系統(tǒng)的精密度也在不斷提升，所以對(duì)刀誤差也在逐步減小。

（2）數(shù)控機(jī)床本身的誤差分析。除了數(shù)控加工系統(tǒng)之外，數(shù)控機(jī)床設(shè)備本身的機(jī)械工藝性及精密性也會(huì)影響到機(jī)床的加工性能，進(jìn)而影響到對(duì)刀精度。比如一些國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)時(shí)間使用后，因?yàn)閷?dǎo)軌出現(xiàn)表面創(chuàng)傷或發(fā)生變形等原因，會(huì)致使對(duì)刀過(guò)程中存在一定的位置誤差。但只要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，這種誤差影響可以被最大限度地降到最低。數(shù)控機(jī)床設(shè)備的生產(chǎn)廠商不同，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床設(shè)備本身的誤差存在差異。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的重視度不斷提高，很多不具備數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)資質(zhì)的廠商，在缺乏相關(guān)的設(shè)計(jì)和技術(shù)的支持下就盲目推出自己的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品一旦流入到市場(chǎng)中，那么必然會(huì)在使用過(guò)程中產(chǎn)生較大的對(duì)刀誤差，進(jìn)而嚴(yán)重影響到加工精度。

（3）測(cè)量誤差分析。在數(shù)控機(jī)床對(duì)刀過(guò)程中，很多都需要進(jìn)行人工操作。比如在用試切法對(duì)數(shù)控車(chē)床進(jìn)行對(duì)刀時(shí)，就需要對(duì)外圓直徑進(jìn)行測(cè)量。如果測(cè)量中存在誤差，那么就會(huì)導(dǎo)致輸入到數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在誤差，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)刀誤差。同時(shí)，即使是使用對(duì)刀儀等輔助設(shè)備進(jìn)行對(duì)刀操作，輔助設(shè)備的安裝精度和測(cè)量精度也會(huì)影響到對(duì)刀精度。此外，對(duì)刀方法的選擇也會(huì)影響到對(duì)刀精度，比如當(dāng)采用手動(dòng)方式進(jìn)行試切對(duì)刀時(shí)，測(cè)量誤差對(duì)對(duì)刀精度就比較大，但如果使用的是數(shù)控車(chē)床自帶的計(jì)算機(jī)檢測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)量試切，就會(huì)大大降低對(duì)刀誤差。

3 對(duì)刀誤差對(duì)加工精度的影響分析

對(duì)于因數(shù)控系統(tǒng)而造成的對(duì)刀誤差，因?yàn)檎`差本身無(wú)法消除，所以導(dǎo)致其對(duì)加工精度的影響也難以避免，只能通過(guò)運(yùn)用補(bǔ)償技術(shù)來(lái)保證加工質(zhì)量；對(duì)于因機(jī)床設(shè)備而造成的對(duì)刀誤差，通常只要做好機(jī)床設(shè)備的選型，并按時(shí)對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，那么這類誤差對(duì)加工精度的影響就可以被降到最低。至于對(duì)刀過(guò)程中的測(cè)量誤差，可以采用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)加以消除，進(jìn)而有效降低這種誤差對(duì)加工精度的影響。

［1］趙春陽(yáng).數(shù)控車(chē)削試切對(duì)刀誤差對(duì)加工精度的影響［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017，（2）：94-95.

［2］張志敏.淺析數(shù)控加工對(duì)刀誤差對(duì)加工精度的影響［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015，（18）：17.