什么樣的數控編程可提高數控加工的精度？

  在數控加工程序編制中，方法、技巧使用得當，對保證和提高數控加工精度有重要的意義，（導讀：CNC加工_數控加工工藝過程 http://www.www.hadonghoon.cn/Article/CNCjiagong_shukongji_1.html）。筆者在長期的實踐中，積累了一些編程經驗，介紹如下。

  1、消除公差帶位置的影響

  零件的許多尺寸標注有公差，且公差帶的位置不可能一致，而數控程序一般按零件輪廓編制，即按零件的基本尺寸編制，忽略了公差帶位置的影響。這樣，即使數控機床的精度很高，數控加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。
 

圖1

  如圖1所示零件，Ø40尺寸為基軸制，Ø35尺寸為基孔制過渡配合，Ø25尺寸為基孔制過盈配合，3個尺寸的公差帶位置不同，如果編程仍按其基本尺寸Ø40、Ø35與Ø25，而不考慮公差帶位置的影響，就可能使某個尺寸數控加工不符合要求。解決問題的辦法有2種：

  1)按基本尺寸編程，用半徑補償考慮公差帶位置即仍然按零件基本尺寸計算和編程，使用同一車刀加工各處外圓，而在數控加工不同公差帶位置的尺寸時，采用不同的刀具半徑補償值。用這種方法，要先知道刀尖圓弧半徑(此零件加工軌跡與X軸、Z軸平行，可不必知道刀尖圓弧半徑)，所以使用不便，且只能適用于部分數控系統。

  2)改變基本尺寸和公差帶位置即在保證零件極限尺寸不變的前提下，調整基本尺寸和公差帶位置。一般按對稱公差帶調整，調整后的基本尺寸及公差如圖2。編程時按調整后的基本尺寸進行，這樣在精加工時用同一把車刀，相同的刀補值(本例加工軌跡與X軸、Z軸平行，可不刀補)，就可保證加工精度。當然，如果零件最終還要精加工(如精磨)，為保證磨削余量充裕，也可將基本尺寸稍稍加大(此時，公差帶就不對稱)。
 

圖2

  2、消除機床間隙的影響

  當數控加工長期使用或由于其本身傳動系統結構上的原因，有可能存在反向死區誤差。這時，可在數控編程和數控加工時采取一些措施，以消除反向死區誤差，提高數控加工精度。尤其是當被加工的零件尺寸精度接近數控機床的重復定位精度時，更為重要。
 

圖3

  1)如圖3所示，精加工工件輪廓為a→b→c→d，如采用如圖4所示的刀具移動路線就不妥，因為從①→②的運動方向與③→④相反，會產生反向間隙，如改為圖5所示的刀具移動路線，數控加工、精加工時刀具在徑向的移動保持尺寸連續遞增趨勢，在軸向的移動保持尺寸連續向左趨勢，這樣便消除了機床的反向間隙的影響。
 

圖4 

圖5

  2)如圖6所示，工件的①、②、③、④孔的孔距要求精確，設編程坐標系原點在工件中心點，對刀點(程序起點)也為同一點。如刀具移動路線為：原點O→①→②→③→④孔，則會產生反向間隙，如改為：原點O→A→①→②→③→④，即X方向和Y方向的尺寸保持連續遞減或遞增趨勢，如保持連續遞增和遞減編程有困難．則應加過渡點，如圖7中的B點，刀具移動為A→①→②→③→④，就可消除機床反向間隙。
 

圖6 

圖7

3減小數控系統累積誤差的影響

  數控加工系統在進行快速移動和插補的運算過程中，會產生累積誤差，當它達到一定值時，會使機床產生移動和定位誤差，影響數控加工精度。以下措施可減小數控系統的累積誤差。

  盡量用絕對方式編程絕對方式編程以某一固定點(工件坐標原點)為基準，每一段程序和整個數控加工過程都以此為基準。而增量方式編程，是以前一點為基準，連續執行多段程序必然產生累積誤差。

  插入回參考點指令機床回參考點時，會使各坐標清零，這樣便消除了數控系統運算的累積誤差。在較長的程序中適當插入回參考點指令有益于保證加工精度。有換刀要求時，可回參考點換刀，這樣一舉兩得。



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