基于数控车削加工的刀尖圆弧半径补偿误差研究.pdf

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1、2011年10月机床与液压Oct．2011第39卷第2O期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．39No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．20．008基于数控车削加工的刀尖圆弧半径补偿误差研究夏罗生，朱树红(张家界航空工业职业技术学院，湖南张家界427000)摘要：针对数控车削复杂圆弧面零件时产生的形状误差问题，从单一象限圆弧面的刀尖圆弧半径补偿原理出发，分析出假想刀尖方位代码不一致是导致复杂圆弧车削时出现形状误差的原因，并在此基础上提出3种解决方法。关键词：数控车削；复杂圆弧面；形状误差；假想刀尖方位代码；解决方法中图分类号：TG5

2、19．1文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)20—021—3StudyontheArcRadiusCompensatingErrorsforToolTipBasedonCNCTurningXIALuosheng．ZHUShuhong(Zhan舒iajieInstituteofAeronauticalEn6neefing，Zhan6i~ieHunan427000，China)Abstract：InviewofshapeerrorproblemofcomplexcirculararcsurfacecomponentsinCNCturning，fromtheprinciple

3、ofasin-glequadrantarCsurfacetooltipradiuscompensation，thecauseleadingtoshapeerrorwhenCNCturningcomplexarcsurfacewasthatthehypotheticaltooltiplocationcodewasinconsistentwiththeactualsituation．Onthisbasis，threekindsofsolutionswereproposed．Keywords：CNCturning；Complexarcsurface；Shapee~or；Hypothetical

4、tooltiplocationcode；Solution数控车床主要用来加工形状较复杂、表面质量要度的主要因素有数控机床误差、定位误差、对刀误求高、加工精度高的轴类及盘类等回转体零件，现有差、编程误差等因素，其中编程误差主要由插补计算的数控车床普遍具有刀尖圆弧半径补偿功能和刀具位方法和刀具补偿方法所产生的误差构成。在调整好数置补偿功能，在车削一般复杂程度零件时能满足精度控机床精度、减小定位误差和对刀误差情况下，加工要求，但在加工较复杂形状零件时，难以保证形状精精度将主要取决于刀具补偿误差。仔细检验与分析图度要求，会产生较大的形状误差。如在加工图11零件，发现圆弧部分形状误差的大小与刀尖圆

5、弧半所示零件时(采用装备FANUC0i—TA数控系统的数径有明显的相关性，即与刀尖圆弧半径补偿有关，而控车床加工)，用R规检验加工后的零件，发现圆弧该零件形状主要由几个连续的圆弧组成的复杂圆弧面构成，因此，着重分析圆弧面的刀尖圆弧半径补偿原部分存在较大误差，其形状和半径都与理论尺寸不理及误差。符，在排除了操作因素和编程方面的因素后反复车2单一象限圆弧面的刀尖圆弧半径补偿研究削，依然存在形状误差。考虑到圆弧有顺时针、逆时针两种方向，圆弧插补方法按象限分类的特点以及安装后置刀架的数控车床结构情况，将数控车削圆弧分成5种：第一象限逆时针圆弧、第二象限逆时针圆弧、第三象限顺时针圆弧、第四象限顺时

6、针圆弧、组合复杂圆弧。(1)数控车削加工第一象限逆时针圆弧如图2示，圆弧AD为工件理论轮廓，其半径为R，圆心为点0，车刀为圆头车刀，采用假想刀尖对刀，点P为假想刀尖，其方位代码为3。加工时若不采用刀尖圆弧半径补偿，假想刀尖点P的运动轨迹就是工件理论轮廓轨迹AD，此时实际加工轨迹如圆图1较复杂形状零件(基准⑤未标出)弧BC所示，其圆心为点0：，半径为(R—r)，图中1影响车削加工形状误差的因素剖面线部分就是实际加工轨迹与理论轮廓轨迹之间的在数控车床上加工零件，影响被加工零件加工精误差，误差呈现出两头小、中间大的特征，这部分误收稿日期：2010—09—15基金项目：张家界航院自然科学基金资助

7、项目(ZHKT2011—028)作者简介：夏罗生(1970一)，男，硕士，副教授，研究领域为数控技术及应用研究。E—mail：hyxialuosheng@sina．eom。·22·机床与液压第39卷差须通过刀尖圆弧半径补偿来解决，即使假想刀尖点P的运动轨迹向里偏离理论轮廓轨迹AD，从而使实际加工轨迹与理论轮廓轨迹重合，消除误差。图5第四象限顺时针圆弧(2)数控车削加图2第一象限逆时针圆弧3组合复杂圆弧面的刀尖圆弧半径补偿分析工第二象