[其他]车床刀具绝对坐标加工误差补偿法

说明书

本发明属于车床切削加工误差补偿的方法。

一般来说，在车床上进行单件小批生产手工操作时，工件尺寸精度是由操作者用传统加工法-试切走刀加工法实现的。采用这种加工方法，工件尺寸精度主要依赖操作者的经验和技能控制，劳动强度大，辅助工时长，生产率低，废品率高。

美国专利US-3624719公开了一种以车床主轴锥孔中心线为零位基准的刀尖座标位置校正器，可以将刀尖以主轴锥孔中心线为零位预置，结合座标计数装置调整刀尖的座标距离。但是该校正器从结构上没有以主轴回转中心进行校正的可能，致使刀尖重复校正精度偏低。校正器锥部插入主轴孔时，因内外锥面配合的不稳定性，使校正器本身产生较大的刀尖校正误差。因此使用该校正器难以使车刀刀尖获得较高精度的座标零点，影响加工工件尺寸精度。

另一美国专利US-4417490为使数控车床的刀尖在径向及轴向两个座标方向上相对于机床主轴轴心及轴向基准有一个确定的位置，研制了一种有电气发讯功能的校正器。刀尖与对刀面相触时，电讯号输入数控系统，从而自动地确定了刀尖相对于机床基准的座标位置，以便机床能正常地进行加工该校正器上专门设计有以主轴回转中心为基准的校正表面。但由于该校正器结构设计的特点及其不足，使刀尖重复校正误差偏大，原因是校正点远离对刀点产生较大的阿贝误差，为使径向对刀表面与水平面垂直，需要按照水平仪微调校正器转角产生附加的对刀误差。以上两项误差的累积，使刀尖难以获得较高的较正精度。

杭钢设备处陈日永在四米立车上安装“精密对刀定位器”和最小读数为0.01毫米的感应同步数显器自动测量工件尺寸，实现在立车上加工内外园不用量具就能将工件加工到尺寸。但是对刀定位器机构环节较多，累积测量误差较大，测量精度较低，尤其是对于高精度工件加工则显得不实用。

本发明的目的是为克服上述加工方法之不足，提高加工精度、提高生产效率、降低废品率。

本发明的技术方案是：一种车床刀具绝对座标加工误差补偿法，包括：第一步用安装在车床刀台上车刀的刀尖和座标位置较正器，以及车床座标计数装置，确定车床主轴中心线作为绝对座标基准;本发明的特点是：座标位置较正器是安装在三爪卡盘或两顶尖间的刀尖绝对座标较正器，车床座标计数装置是位移数字显示装置，所确定的是车床主轴旋转中心线作为绝对座标基准。第二步，测出加工时终走刀的前一次走刀，即（n-1）次走刀后动态尺寸变化量△R_n-1。第三步，在终走刀时，把△R_n-1作为终走刀调整刀尖绝对座标位置加工误差补偿量，刀尖终走刀在加工条件不变时，调整位置是Ron]]>＝1/2（R_max+R_min）-△R_n-1。

车床刀具绝对座加工误差补偿法与试切走刀加工法的主要区别在于，刀尖位置调整的基准不再是待加工的工件表面，而是工件的加工基准-即车床主轴旋转中心线O-O。操作者进刀时不是控制名义切深，而是控制刀尖到加工基准的静态距离。

采用车床刀具绝对座标加工误差补偿法加工工件的内外园表面，尺寸精度比试切走刀加工法精度明显提高，而且精度稳定，可节省辅助工时的50%，减轻工人劳动强度，提高生产率，降低废品率，易于普通等级的工人掌握。这种方法只需在普通车床上安装位移数字显示装置和刀尖绝对座标位置校正器即可实现，特别是适用于对现有车床的精化技术改造。

图1为位移数字显示装置在车床上安装示意图。中拖板1、大拖板2、位移讯号发生器定尺3、位移讯号发生器滑尺4、四方刀架5、数字显示装置6、刀具7、刀尖绝对座标位置校正器8。

图2是绝对座标基准示意图，R^o为刀尖至加工基准O-O的静态距离;R是工件加工后的实际半径尺寸;△R是工艺系统动态尺寸变化量，俗称让刀量;O-O为加工基准。