数控车床车削加工球体为什么不圆

数控车床中加⼯凹圆弧⽅法

当代教育实践与教学研究

凹圆弧加⼯在机械加⼯中很常见，可⽤于普通车床加⼯，也可⽤于数控车床加⼯。本⽂以FANUC 0i Mate 系列数控车床加⼯凹圆弧为例，对凹圆弧加⼯⽅法进⾏分析。

⼀、数控车床中加⼯凹圆弧的⽅法

数控车床利⽤圆弧插补功能对圆弧轮廓进⾏加⼯，精度⾼且产品⼀致性好，现在机械加⼯中已⼴泛使⽤。数控车床加⼯凹圆弧时要尽量少⽤或不⽤成型车⼑，需要分粗、精加⼯。1.粗车半圆弧凹⾯时，⼏种常见的切削路线如下图所⽰：

同⼼圆形式编程时，⼀⼑为⼀个程序段，要确定每⼀⼑的起点与终点的坐标值以及圆弧半径。程序段格式为：G02 X(U) Z(W)R F ，其中每⼀⼑的X、Z值或U、W值及半径R值均不同。

等径圆形式编程时，⼀⼑为⼀个程序段，在保持半径R值不变的条件下，将起点坐标Z值保持不变，X值相应变⼤，在⼯件上加⼯出凹圆弧，圆弧终点X值与起点⼀致，Z值与起点相差⼀个直径值。第⼆⼑只需将调整后的起点X值相应变⼩些即可，以后⼏⼑类似。程序段格式为：G02 X(U) Z(W) R F ，其中由于每⼑终点与起点相⽐X值不变，Z值固定，程序格式简化为：G02W R F 。

三⾓形形式编程时，⼀⼑为两个程序段，关键是确定每个程序段的起点与终点的坐标值。程序段格式为：G01 X(U) Z(W) F 。

梯形形式编程时，⼀⼑为三个程序段，关键是确定每个程序段的起点与终点的坐标值。程序段格式为：G01 X(U) Z(W) F 。

了解不同形式的切削路线的不同特点，有利于合理安排其⾛⼑路线。切削路线分析如下：

程序段最少的为同⼼圆及等径圆形式；⾛⼑路线最短的为同⼼圆形式；计算和编程最简单的为等径圆形式；⾦属切削率最⾼、切削⼒分布最合理的为梯形形式；精车余量最均匀的为同⼼圆形式。

另外，还有⼀种情况如下图所⽰：

与上⾯⼏种情况类似属于分层车削，不同的是每⼀⼑起点与终点坐标不变，只把半径R值由⼤变⼩直⾄轮廓半径即可。程序段格式为：G02 X(U) Z(W) R F 。

加工工件尺寸不稳定造成的问题及解决方法

数控机床加工工件的尺寸不稳定可能由多种原因造成，其表现形式也有差别。下面，我们针对不同现象，分析其产生的原因及相应的解决方法。

1、工件表面光洁度差

造成这一现象的原因可能是刀具刀尖受损，不够锋利；机床不平稳或产生共振及爬行；加工工艺不完善等。可以通过更换或修磨刀具，并重新对刀加工；调整机床的平温度；更换磨损的拖板导轨和丝杠滚珠，添加润滑油，选择合适的切削液；还有尽量采用较高的主轴转速来解决。

2、工件锥度大小头现象

这个问题的产生是由于机床放置不平稳；车削长轴时，工件材料过硬导致的刀具吃刀量大，从而产生让刀现象；另外还有就是尾座顶针与主轴不同心。采用水平仪调整机床的水平度，并可靠固定提高其刚性；选择切削工艺及进给量时一定要合理，比见出现让刀；以及调整机床尾座，这些方法就可以杜绝工件锥度大小头。

3、工件尺寸时大时小

机床拖板长期工作造成的丝杆和轴承磨损；刀架长期使用导致重复定位精度不准，这些都是造成工件尺寸时代是小的元凶。遇到这类问题，首先应该检查拖板的重复定位精度，方法是在系统中编辑一个固定循环程序，再将百分表靠在刀架底部进行测量，如果是丝杠和轴承的问题，应对丝杠间隙进行调整，并更换新的轴承；接下来用相同的方法检查刀架的重复定位精度以及工件加工后能否准确会导程序起点；如果以上都没有问题，就要检查机床主轴是否存在故障，更换主轴轴承。

4、工件轴向尺寸相差大

造成这一现在可能是因为定位速度过快，驱动和电机跟不上节奏；拖板丝杆和轴承过紧卡死；刀架不能锁紧刀具、编程头尾没有呼应或没取消刀具补偿；系统电子齿轮比或步距角设置错误。解决方案是适当调整定位速度，使设备在额定频率下运行；重新调整丝杆和轴承的间隙；检查刀架内部的涡轮蜗杆是否发生磨损；改进程序和加工工艺；还有调整电子齿轮和步距角的参数摄者等。

工件产生锥度,大小头现象的原因

一、工件产生锥度、大小头现象的原因。

（一）机床方面。

1. 导轨磨损。

- 机床导轨在长期使用后，由于磨损不均匀，可能会导致工件产生锥度或大小头现象。例如，车床的床身导轨，如果纵向导轨的一侧磨损较另一侧严重，在车削工件时，刀具相对于工件的运动轨迹就会发生偏差。当刀具从床头箱向尾座方向移动时，由于导轨磨损的差异，刀具在垂直于导轨方向上的位置会逐渐变化，从而使车削出的工件直径发生改变，产生锥度或者大小头。这种磨损可能是由于机床长期承受较大的切削力，以及导轨润滑不良等原因造成的。

2. 主轴轴线与导轨不平行。

- 如果车床的主轴轴线与导轨不平行，在加工工件时，工件的回转中心与刀具的进给方向就不在同一条直线上。假设主轴轴线相对于导轨在垂直平面内有一个角度偏差，当工件旋转时，刀具在工件轴向方向上不同位置切削的深度就会不同。靠近床头箱一端和靠近尾座一端切削深度不一样，就会导致加工出的工件出现大小头现象。造成主轴轴线与导轨不平行的原因可能是机床的安装不准确，或者机床在使用过程中受到较大的外力冲击，使机床的结构发生变形。

3. 尾座偏移。

- 在车床加工中，尾座的位置不准确也会引起工件的锥度和大小头问题。尾座顶尖如果与主轴顶尖不同轴，当使用两顶尖装夹工件时，工件在旋转过程中就会产生摆动。这种摆动会使刀具在切削工件时，切削力不均匀，从而导致工件在轴向方向上的尺寸不一致。尾座偏移可能是由于尾座在机床床身上的安装位置不准确，或者尾座的导轨磨损、调整不当等原因造成的。

（二）刀具方面。 1. 刀具磨损。

- 刀具在切削过程中，随着切削时间的增加，刀具的切削刃会逐渐磨损。当刀具的主切削刃磨损不均匀时，例如刀具的一侧刃口磨损比另一侧严重，在切削工件时，刀具的切削力就会发生变化。磨损严重的一侧切削力会增大，导致工件在该侧的切削量减小，而另一侧切削量相对较大，从而使工件产生锥度。对于钻头等刀具，钻头的两个切削刃磨损不一致时，钻出的孔就会出现大小头现象。刀具磨损的速度与切削参数（如切削速度、进给量和切削深度）、被加工材料的硬度等因素有关。如果切削参数选择不当，如切削速度过高、进给量过大，会加速刀具的磨损。

车床的误差30

我们在使用数控车床时出现误差是什么原因呢？下面一起来看看吧！

1、加工原理误差

加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。

例如，加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀，为使滚刀制造方便，采用了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆，使齿轮渐开线齿形产生了误差。又如车削模数蜗杆时，由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节(即 mπ)，其中 m是模数，而π是一个无理数，但是车床的配换齿轮的齿数是有限的，选择配换齿轮时只能将π化为近似的分数值(π =3.1415)计算，这就将引起刀具对于工件成形运动(螺旋运动)的不准确，造成螺距误差。

在加工中，一般采用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺寸公差)，来提高生产率和经济性。

2、调整误差

机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。 3、夹具的制造误差和磨损

夹具的误差主要指：

(1)定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差；

(2)夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差；

(3)夹具在使用过程中工作表面的磨损。

4、机床误差

机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。

(1)机床导轨导向误差

1)导轨导向精度——导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度。主要包括：

① 导轨在水平面内直线度Δy和垂直面内的直线度Δz(弯曲)；

②前后两导轨的平行度(扭曲)；

③ 导轨对主轴回转轴线在水平面内和垂直面内的平行度误差或垂直度误差。 2)导轨导向精度对切削加工的影响

主要考虑导轨误差引起刀具与工件在误差敏感方向的相对位移。车削加工时误差敏感方向为水平方向，垂直方向引起的导向误差产生的加工误差可以忽略；镗削加工时误差敏感方向随刀具回转而变化；刨削加工时误差敏感方向为垂直方向，床身导轨在垂直平面内的直线度引起加工表面直线度和平面度误差。