反向差值对孔系加工精度的影响及其消除措施

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1、第19卷第3期南昌大学学报(工科版)I9No31997年9月JournalofNanchangUniversity(Engineering＆Technology)Sept1997反向差值对孔系加工精度的影响及其消除措施l_7S乙(南昌徐春水午研竞甘两泽新§．南吾30029)摘要分析了数控机床坐标轴定位轴线的反向差值对孔系加工精度的影响。井提出了消除反向差值对加工精度影响的方法。实践证明是可行的．关键词垦皂茎堡·迎·三主尘：措旌中囝法分类号TG537．01孔=4。工}降搐前言定位轴线的反向差值是评价数控机床坐标轴定位精度的主要项目之一，也是影响坐标精度的主要参数之一．我国以及世界上

2、其他很多国家和地区均将该参数列为考核机床精度的项目．因此，在安装、调试、验收和加工使用过程中都必须有足够重视．本文通过对图2所示零件镗孔精度分析，提出了加工路线和加工程序两方面消除反向差值的方法，来提高零件的加工精度．1数控机床坐标轴定位轴线的反向差值十反向差值是指运动部件从正负两个方向沿轴线快速移动向目标位置趋近．实际到达位置与目标位置的差值．设机床运动部件(坐标)预定到达目标位置以P．表示．下标囝1第位置位置偏差J表示目标位置序号，j=I，2，⋯。N运动部件第次(i=l，2，⋯，M)向第个目标位置趋近时，实际到达位置为P十或P+．符号十表示运动部件从正向趋近目标位置，符号+表

3、示运动部件从负向趋近目标位置，如图1。则位置偏差为x十=P}一PJ(1)x+=P十一(2)次单向趋近目标位置Pi时，位置偏差的平均值为1xJ十吉量x十(3)x，+=∑X+(4)囝2零件囝位置偏差的标准偏差按下式计算收稿日期：1996—11—18第3期徐春水等：反向差值对孔系加工精度的影响及其消除措施S十=√．耋(一(5)s=√专(一_J)(6)目标位置的反向偏差B．为分别从正负两个方向趋近目标位置P，耐正向平均位置偏差减彘向平均位置偏差之差值．Bj=十一(7)B

4、绝对值的最大值为该坐标的最大反向差值．即B：lBl2反向差值的来源及其对加工精度的影响机械传动系统的各种间隙和弹性变形

5、及受热后的变形也是造成反向差值的主蓥原因之一．我们所采用的加工中心驱动元件是交流伺服电机．传动元件是滚珠丝杠螺母剐和导轨副．因此滚珠丝杠螺母副和导轨副的传动间隙及它们受力后所产生的弹性变形在运动过程中必然会出现反向死区．效控机床坐标轴定位轴线的反向差值，属效控机床的定位精度之列．而定位精度的高低在孔系加工时，除直接影响孔系中心距外，还影响孔本身的加工精度．当孔需多次加工耐，由于定位精度不高，造成加工余量不均匀，使孔径加大或产生不圆度等几何形状误差．下面以南昌大学机械电子研究所MCV一1250加工中心为例加工一个检具，其零件图(有些尺寸省略)如图2所示．两个~,16H7通孔1．2的

6、下偏差为0，上偏差为+0．018．在加工中心上进行加工时，所选用的工件坐标系为XOY，1孔的坐标值为(505。244)，2孔的坐标值为(505，一244)，根显然，这是一个典型的点位控制的~Jnq-．从理论上来说．刀具中心从工件坐标系的原点。到1，2两点．只需保证其终点坐标的准确位置，而不必考虑其进给速度的大小和刀具中心运动的轨迹．事实上。刀具从坐标原点O到1孔是从+x和十y的方向趋近，而从原点0到2孔是从+x和一y的方向趋近，作为两个必须进行精加工而又有位置精度要求孔，由于Y向工作台是从正反两个方向分别趋近1孔和2孔的．其反向差值对它们的影响就不得不考虑．事实上，我们开始采用的

7、加工工艺和加工顺序是：打中心孔一钻孔一粗镗一精镗．钻孔给粗镗单边留的余量为0．5mill，而粗镗给精镗单边留的余量为0．15mril．所采用的加工程序(该程序只是进行钻孔和镗孔加工)为：％NlOG8lX505Y244．Z一5．Rl5．瑚NlG40G49G80NI】X5o5Y一244．N2G91G29Z0Nl2G00Z60N3了．3Nl3M9N4G90GO0G59XOON¨G9lG28Z0N5G00G43Z60．H73Nl5G40G49G80N65【)5Y244Nl6^朽N7Z40Nl7T4N8^3S3oo18G90G00G43Z60．N9M8Nl9X5o5．Y一244．74南昌大

8、学学报(工科版)N20Z4033Z40N2IM3,5200N34M3$260N22M8N35M8N23G86X505Y一244Z—lRl5F2ON36G76X505Y2442一N24X505．Y244．N37X505Y一244N25G0oZ60N38G00260N26M9N39M9N27G91G2820N加G9lG2820N28G4OG49G8ON4IG40G49G80Ⅳ29M5N42M530T5N43M30N31G90GOOG43260．H75％N32X505Y244加工后进行