数控加工对刀误差对加工精度的影响分析
2019-4-23 来源：新乡职业技术学院 作者：武 斐
摘 要：现实中，因为受到各种因素的影响，数控加工过程中经常会出现对刀误差，而这就会严重影响到零件的加工质量。文章对数控加工的对刀方法和对刀误差进行了分析，并在此基础上探讨了对刀误差对加工精度的影响，希望对相关工作能够有所借鉴。
关键词：数控加工；对刀误差；加工精度
1、数控机床的对刀方法
（1）试切法
试切法是数控机床应用较多的一种对刀方法，对刀精度较高，而且对机床本身和数控系统的性能要求较低，因而在机械数控加工领域得到了广泛应用。在进行数控机床对刀时，采用试切法是利用机床自带的检测装置可以对工件和刀具的空间位置进行实时检测来完成的。以绝对试切法对刀为例，首先通过输入相应的控制指令来将机床进行归零操作；然后将工件在机床上进行装夹；接着启动机床，让基准刀具快速移动到工件周围并试切一刀；最后对试切形成的工件尺寸进行记录，并输入到数控系统中，此时系统会自动计算刀具偏移量，并对坐标进行相应的修正。这种方法在数控车床上取得了广泛的应用，不仅可以在加工外圆上修正x轴上的坐标值，还能在加工端面时修正z轴上的坐标值。通过以上步骤就可以实现数控机床的对刀操作，然后进入到下道工序的加工进程中。
（2）对刀仪对刀
现实中广泛使用的对刀仪分为机内对刀仪和机外对刀仪两类。以数控车床上广泛使用的机内对刀仪为例，一般是先将刀具安装在刀架上，然后将工件安装在三爪卡盘上，最后利用对刀仪并结合数控系统来构建工件坐标系，从而实现对刀操作。这种对刀方式代替了传统的手工对刀操作，因此可以大幅度提升对刀精度。但这种方法因为要投入运用对刀仪的缘故，所以花费成本较高。
2、数控机床的对刀误差分析
（1）机床系统误差分析
当今我国广泛使用的数控系统有日本的FANUC、德国的西门子以及我国教学中使用的华中数控。这三种系统虽然都已经实际应用于数控加工领域，但因为研发地点和背景的不同，所以存在着一些区别。通常来说，大型制造企业往往会优先采用西门子系统，这是因为西门子的机电产品发展历史悠久且性能更加优良，采用它加工的零件不仅尺寸精度和表面质量都更高，而且也支持复杂机械产品的加工任务。此外，日本的FANUC数控系统在国内的一些加工企业中也有所应用，但因为其系统在设计上本身就存在一定误差，所以造成一些数控机床在对刀时也难免会产生误差，进而就给零件的加工精度也造成了一定影响。与前两者相比，国产的华中系统无论是系统本身还是配套设备，误差均大于前两者，所以现实中并没有在企业进行良好的推广和应用。事实上，无论是何种数控加工系统，误差都是难以彻底避免的，但随着数控加工技术的不断发展，尤其是误差补偿技术的应用，促使数控系统的精密度也在不断提升，所以对刀误差也在逐步减小。
（2）数控机床本身的误差分析
除了数控加工系统之外，数控机床设备本身的机械工艺性及精密性也会影响到机床的加工性能，进而影响到对刀精度。比如一些国产的数控机床在长时间使用后，因为导轨出现表面创伤或发生变形等原因，会致使对刀过程中存在一定的位置误差。但只要加强对数控机床设备的维护保养，这种误差影响可以被最大限度地降到最低。数控机床设备的生产厂商不同，也会导致机床设备本身的误差存在差异。近年来，随着国家对机械制造产业的重视度不断提高，很多不具备数控机床生产资质的厂商，在缺乏相关的设计和技术的支持下就盲目推出自己的产品。这些产品一旦流入到市场中，那么必然会在使用过程中产生较大的对刀误差，进而严重影响到加工精度。
（3）测量误差分析
在数控机床对刀过程中，很多都需要进行人工操作。比如在用试切法对数控车床进行对刀时，就需要对外圆直径进行测量。如果测量中存在误差，那么就会导致输入到数控系统中的数据存在误差，进而产生对刀误差。同时，即使是使用对刀仪等辅助设备进行对刀操作，辅助设备的安装精度和测量精度也会影响到对刀精度。此外，对刀方法的选择也会影响到对刀精度，比如当采用手动方式进行试切对刀时，测量误差对对刀精度就比较大，但如果使用的是数控车床自带的计算机检测装置进行测量试切，就会大大降低对刀误差。
3、对刀误差对加工精度的影响分析
对于因数控系统而造成的对刀误差，因为误差本身无法消除，所以导致其对加工精度的影响也难以避免，只能通过运用补偿技术来保证加工质量；对于因机床设备而造成的对刀误差，通常只要做好机床设备的选型，并按时对其进行保养和维护，那么这类误差对加工精度的影响就可以被降到最低。至于对刀过程中的测量误差，可以采用自动检测技术来加以消除，进而有效降低这种误差对加工精度的影响。
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