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隨著機器工業的發展,數控機床在工業中的應用已越來越廣泛,它以加工精度高、零件統一等優越性能,受到各類加工行業的歡迎。但與普通機床一樣數控機床也存在著加工誤差,所不同的是,在數控加工中加工零件的誤差不僅在加工過程中由于機床的精度而形成,而且在加工之前由于程序控制原理本身所決定的編程誤差就已經存在。這種編程誤差是不可避免的,但我們可以通過采取適當的措施,來減小這種編程誤差,并提高機床的加工精度,更好地保證零件的加工質量。

1 數控加工的工藝特點

數控加工和傳統機床(或稱通用機床)加工在加工方法上既有相同之處,也有許多不同。就具體工藝內容而言,主要體現在控制方式的差異上。通用機床加工中由操作者自行決定的內容,諸如工步的安排、縱橫向運動的控制(包括快速移動刀具)、走刀路線、位移量及切削參數、潤滑冷卻等內容,都需要在數控加工程序中用相應的代碼嚴格地表示出來。可見,這種差異是明顯的,數控加工中的每個動作都必須體現在數控加工的程序中。另一方面,數控加工和通用機床加工,在加工的基本原則方面則遵循大體相同的原則,如工序集中原則、基準統一原則和合理安排粗精加工原則等。

與機床加工相比較,數控加工具有三個方面的特點。一是工藝內容十分具體。通用機床加工中的由操作者靈活掌握的具體工藝問題和細節,都必須在數控加工程序中事先設計安排。二是工藝設計非常嚴密。數控加工的工藝設計必須注意加工過程中的每一個細節。數控加工程序設計時圖形的數學處理必須準確無誤,不能有差錯,否則可能引起諸如撞刀的嚴重事故。三是注重加工的適應性。要根據數控加工的特點合理選擇加工方法和加工對象,充分發揮數控機床的優勢,獲得好的經濟效益。有時需要在不改變工件原有性能的前提下,對原零件設計進行必要的尺寸、形狀和結構上的修改,以適應數控加工的要求。

2 數控加工中的編輯誤差分析

數控機床的編程誤差主要是由以下幾項誤差綜合形成的,如：近似運算誤差、插補誤差、欲求刀具運動軌跡的誤差及尺寸圓整誤差。

2.1 近似運算誤差

當構成零件輪廓曲線的幾何要素與數控裝置的插補功能不一致時,只能用數控裝置具備的插補功能近似地去逼近零件輪廓曲線,這樣形成的輪廓不可能準確地達到圖紙要求的輪廓形狀,而只是逼近它。這個過程即是對零件輪廓曲線進行近似計算,由此而產生的誤差稱為近似計算誤差。

2.2 插補誤差

在數控機床加工零件的過程中,為了加工出要求的輪廓形狀,必須進行插補運算處理。所謂插補就是根據零件輪廓的形狀,結合精度和工藝等方面的要求,在已知的特征點之間插入一些中間點的過程,即是“數據點的密化過程”。中間點的插入是根據一定的算法由數控系統軟件或硬件自動完成的,以此來協調控制各坐標軸的運動軌跡。在插補過程中,由于插入的中間點經常處在理論輪廓之外,而導致加工出的實際輪廓與理論輪廓不一致,由此產生的誤差稱為插補誤差。