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數(shù)控對刀誤差對最后精度的影響
一、數(shù)控機(jī)床的對刀方法
(1)試切法。試切削法是數(shù)控機(jī)床中廣泛使用的一種對刀方法。由于對刀精度高，對機(jī)床本身和數(shù)控系統(tǒng)的性能要求較低，因此在機(jī)械數(shù)控加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)控機(jī)床設(shè)定好后，利用機(jī)床提供的檢測裝置，實時檢測工件和刀具的空間位置，完成試切削方法。以絕對試切法為例，輸入相應(yīng)的控制命令，先將機(jī)床歸零，然后將工件夾在機(jī)床上，然后啟動機(jī)床，參考刀具快速繞工件移動，試切一把刀;最后記錄試切形成的工件尺寸并輸入數(shù)控系統(tǒng)。此時，系統(tǒng)將自動計算刀具偏置并相應(yīng)地修正坐標(biāo)。該方法在數(shù)控車床上得到了廣泛的應(yīng)用。它不僅可以修正加工外圓上X軸上的坐標(biāo)值，而且可以在加工端面時修正Z軸上的坐標(biāo)值。通過以上步驟，可以實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的對刀操作，然后進(jìn)入下一道工序的加工工序。
(2)對刀儀對刀。現(xiàn)實中廣泛使用的對刀儀分為兩類：機(jī)內(nèi)對刀儀和外對刀儀。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，最后將對刀儀與數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)建工件坐標(biāo)系，實現(xiàn)對刀操作。這種對刀方法取代了傳統(tǒng)的手工對刀操作，大大提高了對刀精度。然而，由于需要投入使用，這種方法的成本很高。
二、數(shù)控機(jī)床的對刀誤差分析
(1)機(jī)床系統(tǒng)誤差分析。目前在我國廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)包括日本的FANUC、德國的西門子和中國教學(xué)用的華中數(shù)控。這三種系統(tǒng)雖然已經(jīng)實際應(yīng)用于數(shù)控加工領(lǐng)域，但由于研發(fā)地點和背景的不同，存在一定的差異。一般來說，大型制造企業(yè)傾向于選擇西門子系統(tǒng)。這是因為西門子的機(jī)電產(chǎn)品歷史悠久，性能更好。用它加工的零件不僅具有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量，而且可以支持復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品。處理任務(wù)。另外，日本的FANUC數(shù)控系統(tǒng)也在國內(nèi)一些加工企業(yè)使用，但由于設(shè)計本身的原因，在設(shè)計中存在一定的誤差，所以一些數(shù)控機(jī)床在對刀時難免會產(chǎn)生誤差，進(jìn)而給零件的加工精度也造成了一定的影響。與前兩個企業(yè)相比，無論是前者還是后者在國內(nèi)推廣的系統(tǒng)，其誤差都比前者大。其實，無論什么樣的數(shù)控加工系統(tǒng)，誤差都很難完全避免，但隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)的精度也在不斷提高，因此刀具誤差也在逐步減小。
(2)數(shù)控機(jī)床自身誤差分析。除了數(shù)控加工系統(tǒng)外，數(shù)控機(jī)床設(shè)備本身的機(jī)械加工性和精度也會影響機(jī)床的加工性能，進(jìn)而影響對刀精度。例如，國內(nèi)一些數(shù)控機(jī)床長期使用后，由于導(dǎo)軌表面損傷或變形，在對刀過程中會產(chǎn)生一定的位置誤差。但只要加強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床的維護(hù)，這種誤差影響就可以最大限度地減小。不同廠家的數(shù)控機(jī)床設(shè)備也會造成機(jī)床設(shè)備本身誤差的差異。近年來，隨著國家對機(jī)械制造業(yè)的重視程度不斷提高，許多不具備數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)資質(zhì)的制造企業(yè)，在沒有相關(guān)設(shè)計和技術(shù)支持的情況下，盲目推出自己的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品一旦流入市場，在使用過程中不可避免地會產(chǎn)生較大的工裝誤差，嚴(yán)重影響加工精度。
(3)測量誤差分析。在數(shù)控對刀過程中，很多都需要手動操作。例如，在數(shù)控車床上用試切削法對刀時，需要測量外徑。如果測量中存在錯誤，則會導(dǎo)致輸入到CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)出錯，然后導(dǎo)致對刀錯誤。同時，即使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對刀精度。另外，對刀方式的選擇也會影響對刀精度。例如，采用手動方式對刀時，對刀精度的測量誤差會更大，但如果使用數(shù)控車床自帶的計算機(jī)檢測裝置進(jìn)行測量和試切，則會大大降低對刀誤差。
三、對刀誤差對加工精度的影響分析
對于由數(shù)控系統(tǒng)引起的對刀誤差，由于誤差本身無法消除，對加工精度的影響也是不可避免的，只有采用補(bǔ)償技術(shù)才能保證加工質(zhì)量;對于一般由機(jī)床設(shè)備引起的對刀誤差，只要機(jī)床設(shè)備選擇得當(dāng)，及時維護(hù)保養(yǎng)，這些誤差對加工精度的影響就可以降到最低。對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，從而有效地降低了這些誤差對加工精度的影響。
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