基于数控宏程序的细长轴加工误差补偿分析与实验.pdf

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1、2011年12月机床与液压Dec．2011第39卷第24期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol1．39No．24DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．24．013基于数控宏程序的细长轴加工误差补偿分析与实验韦建军(广西现代职业技术学院，广西河池547000)摘要：分析细长轴在加工过程中的受力和变形，建立切削力与切削变形的数学模型，基于数控宏程序编制加工程序，补偿由变形引起的背吃刀量的变化，实现细长轴加工误差的补偿。实践表明，采用该方法可以显著提高细长轴的加工质量。关键词：车削；细长轴；加工精度；挠曲方程；

2、数控宏程序中图分类号：TH161+．5文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)24—033—4ResearchontheCompensationofSlenderShaftDiameterErrorBasedonMacroProgramWEIJianjun(GuangxiModemPolytechnicCollege，HechiGuangxi547000，China)Abstract：Themathematicalmodelsofthecuttingforceandcuttingdeformationwereestablishedby

3、analyzingtheforceandde—formationofslendershaftinprocessingprocess．Machiningprogramwasprogrammedbasedonmacroprogramandthevarietyofbackcuttingdepthwascompensated．SocompensationforprocesserIDrofslendershaftwasrealized．Practiceshowsthatthismethodcansignificantlyimprovethesizeaccur

4、acyofslendershaft．Keywords：Turning；Slendershaft；Machiningaccuracy；Bendequation；Macroprogram细长轴车削加工作为典型的工艺难题，无论是相(1)克服切屑与工件内部产生的弹、塑性变形关的实践探索还是理论研究都得到了广泛的关注，目抗力；前已有不少学者致力于解决细长轴的加工问题。文献(2)克服切屑与工件对刀具产生的摩擦力。[1]对细长轴加工过程中的切削力进行实时测量，1．2车削力的分解通过计算机判断出加工误差，进而控制微进给系统，以车刀车削为例说明切削力的分解。如图1所

5、横向驱动车刀，实现背吃刀量的补偿，以此抵消加工示，切削时合力F作用在接近切削刃空间某方向，误差。文献[2]分析出了细长轴最大加工误差出现由于大小与方向都不易确定，因此，为便于测量、计的位置，对提高细长轴加工精度起着一定的理论指导算和反映实际作用的需要，常将合力F分解为三个作用。文献[3]则从改变加工工艺出发，提高了细互相垂直的分力：切削力F(主切削力Fz)：在主运长轴的加工精度。文献[4]提出了采用数控随动支架控制细长轴的挠曲变形，保证背吃刀量在切削过程动方向上分力；背向力，。(切深抗力F)：在垂直中的稳定，从而保证加工精度。从发表的文献看，大于工

6、作平面上分力；进给力(进给抗力F)：在进多是对细长轴的加工误差进行理论分析和预测，虽然给运动方向上。也有部分文献针对加工质量的提高采取适当的措施并取得一定的效果。但对于一些经济型的数控机床来说，增设这些装置，必会造成设备成本的增加。文中通过分析细长轴加工时车削力引起变形，建立背吃刀量与变形的数学模型，利用数控宏程序实时调整背吃刀量，从而有效控制了由于车削变形引起的加工误差，对提高零件的加工质量起着一定的指导作用。，1车削力的分解及其对工件变形的影响(a)(b)1．1车削力的来源车削力的来源主要有两个方面：图1切削时切削合力及其分力收稿日期：2010

7、—11—03作者简介：韦建军(1968一)，男，研究生，工程师，讲师，主要从事机械加工工艺和数控机床加工的研究。E—mailweijjun@163．com。·34·机床与液压第39卷1．3车削力的分力对工件变形的影响图3(b)中，由于Ay和相差不大，且都远小车削普通轴类零件时，尺寸误差是由车刀与工件于d，则此时的尺寸误差为：的偏移共同造成的，而细长轴的尺寸加工误差则主要是由工件弯曲变形造成的，故车刀的偏移量可以忽略f2√(李)‘化f=不计。在车削加工的3个分力中，进给力Fr是沿工—一一≈半～(l4)I件轴向方向的分力，只会引起切削作用，对工件在2径

8、向的变形影响较小，即对工件的加工精度影响较√(誓)+△2+ddm小，可以略去；切削力F和背向力F。使工件在Y、z比较式(3