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數(shù)控加工對刀誤差對加工精度的影響分析

1、數(shù)控機(jī)床的對刀方法

（1）試切法

        試切法是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多的一種對刀方法，對刀精度較高，而且對機(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)床對刀時，采用試切法是利用機(jī)床自帶的檢測裝置可以對工件和刀具的空間位置進(jìn)行實(shí)時檢測來完成的。以絕對試切法對刀為例，首先通過輸入相應(yīng)的控制指令來將機(jī)床進(jìn)行歸零操作；然后將工件在機(jī)床上進(jìn)行裝夾；接著啟動機(jī)床，讓基準(zhǔn)刀具快速移動到工件周圍并試切一刀；最后對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，此時系統(tǒng)會自動計(jì)算刀具偏移量，并對坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的修正。這種方法在數(shù)控車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，還能在加工端面時修正z軸上的坐標(biāo)值。通過以上步驟就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的對刀操作，然后進(jìn)入到下道工序的加工進(jìn)程中。

（2）對刀儀對刀

        對刀儀一般分為機(jī)內(nèi)對刀儀和機(jī)外對刀儀。以數(shù)控車床上廣泛使用的機(jī)內(nèi)對刀儀為例，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上，最后利用對刀儀并結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)來構(gòu)建工件坐標(biāo)系，從而實(shí)現(xiàn)對刀操作。這種對刀方式代替了傳統(tǒng)的手工對刀操作，因此可以大幅度提升對刀精度。但這種方法因?yàn)橐度脒\(yùn)用對刀儀的緣故，所以花費(fèi)成本較高。

2、數(shù)控機(jī)床的對刀誤差分析

（1）機(jī)床系統(tǒng)誤差分析

        當(dāng)今我國廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)有日本的FANUC、德國的西門子以及我國教學(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。通常來說，大型制造企業(yè)往往會優(yōu)先采用西門子系統(tǒng)，這是因?yàn)槲鏖T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)床在對刀時也難免會產(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，國產(chǎn)的華中系統(tǒng)無論是系統(tǒng)本身還是配套設(shè)備，誤差均大于前兩者，所以現(xiàn)實(shí)中并沒有在企業(yè)進(jìn)行良好的推廣和應(yīng)用。事實(shí)上，無論是何種數(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影響到機(jī)床的加工性能，進(jìn)而影響到對刀精度。比如一些國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在長時間使用后，因?yàn)閷?dǎo)軌出現(xiàn)表面創(chuàng)傷或發(fā)生變形等原因，會致使對刀過程中存在一定的位置誤差。但只要加強(qiáng)對數(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，也會導(dǎo)致機(jī)床設(shè)備本身的誤差存在差異。近年來，隨著國家對機(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)品一旦流入到市場中，那么必然會在使用過程中產(chǎn)生較大的對刀誤差，進(jìn)而嚴(yán)重影響到加工精度。

（3）測量誤差分析

        在數(shù)控機(jī)床對刀過程中，很多都需要進(jìn)行人工操作。比如在用試切法對數(shù)控車床進(jìn)行對刀時，就需要對外圓直徑進(jìn)行測量。如果測量中存在誤差，那么就會導(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)生對刀誤差。同時，即使是使用對刀儀等輔助設(shè)備進(jìn)行對刀操作，輔助設(shè)備的安裝精度和測量精度也會影響到對刀精度。此外，對刀方法的選擇也會影響到對刀精度，比如當(dāng)采用手動方式進(jìn)行試切對刀時，測量誤差對對刀精度就比較大，但如果使用的是數(shù)控車床自帶的計(jì)算機(jī)檢測裝置進(jìn)行測量試切，就會大大降低對刀誤差。

3、對刀誤差對加工精度的影響分析

        因數(shù)控系統(tǒng)而造成的對刀誤差，由于誤差本身無法消除，所以其對加工精度的影響也難以避免，只能通過補(bǔ)償技術(shù)來保證加工質(zhì)量；因機(jī)床設(shè)備而造成的對刀誤差，通常只要做好機(jī)床設(shè)備的選型，并按時對其進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，這類誤差對加工精度的影響就可以被降到最低。至于對刀過程中的測量誤差，可以采用自動檢測技術(shù)加以消除，有效降低這種誤差對加工精度的影響。