本發(fā)明涉及數(shù)控技術(shù)及數(shù)值分析方法，具體涉及一種數(shù)控車削細(xì)長軸撓度誤差動態(tài)補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
：目前數(shù)控車床車削細(xì)長軸時由于徑向切削力大，軸的撓度變形較大，影響了加工精度，雖然有頂尖、跟刀架等增強(qiáng)加工剛度的裝置，但是并沒有從根本上解決因撓度變形產(chǎn)生的誤差。數(shù)控車床車削細(xì)長軸撓度變形分析：如圖1所示，在細(xì)長軸加工時一般采用一夾一頂?shù)姆绞?，刀具在軸表面切削加工，細(xì)長軸受到軸向力Fz和徑向力Fx的作用。如圖2所示，在徑向力Fx的作用下，細(xì)長軸產(chǎn)生撓度變形。加工點(diǎn)受徑向力，偏離工件的理想位置產(chǎn)生撓度變形Δ1，其中，中點(diǎn)處變形最大。當(dāng)?shù)毒咭苿拥搅硪稽c(diǎn)時，此處也受到徑向力作用產(chǎn)生撓度變形Δ2。因各點(diǎn)的位置不同，撓度變形大小也不相同。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)控車削細(xì)長軸撓度誤差動態(tài)補(bǔ)償方法，以將因撓度產(chǎn)生的變形誤差減小，提高加工精度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種數(shù)控車削細(xì)長軸撓度誤差動態(tài)補(bǔ)償方法，包括以下步驟：步驟S1，在細(xì)長軸車削工藝流程確定的情況下，在一細(xì)長軸加工中動態(tài)采樣若干點(diǎn)的撓度變形值，并以此作為動態(tài)誤差補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)；步驟S2，根據(jù)上述若干點(diǎn)的撓度變形值繪制細(xì)長軸的變形圖，變形圖采取數(shù)控車床坐標(biāo)軸命名標(biāo)準(zhǔn)，即橫軸為Z軸，縱軸為X軸，并以細(xì)長軸中心最大形變處為原點(diǎn)；步驟S3，判斷當(dāng)前刀具所在的加工區(qū)間，以此為基礎(chǔ)根據(jù)細(xì)長軸的變形圖找到刀具所在的變形區(qū)間(a，b)，調(diào)取Za，Zb兩端變形值，構(gòu)造線性插值函數(shù)，線性插值函數(shù)X(z)構(gòu)造方法：其中：za,zb為測量變形區(qū)間；xa,xb為區(qū)間端點(diǎn)的變形值；步驟S4，根據(jù)當(dāng)前刀具點(diǎn)Z0，代入上述線性插值函數(shù)X(z)，即可求得當(dāng)前位置X方向誤差補(bǔ)償值X(Z0)。進(jìn)一步，所述步驟S2中，所述細(xì)長軸的變形圖中，右側(cè)為正，左側(cè)為負(fù)，每間隔一定距離測量一個變形值。進(jìn)一步，測量變形值的間隔距離為100mm。進(jìn)一步，所述補(bǔ)償方法可通過數(shù)控車削系統(tǒng)來完成，根據(jù)步驟S1的撓度變形值編制動態(tài)誤差補(bǔ)償程序，動態(tài)誤差補(bǔ)償程序包括主程序和子程序，利用數(shù)控系統(tǒng)自身的運(yùn)算能力和子程序調(diào)用功能完成，從而實(shí)時動態(tài)地補(bǔ)償X方向的進(jìn)給。進(jìn)一步，本方法還包括步驟S5，將徑向X值減去X方向誤差補(bǔ)償值X(Z0)即為實(shí)際進(jìn)給X方向值。采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明根據(jù)測量細(xì)長軸在加工狀態(tài)下的各點(diǎn)撓度變形，根據(jù)細(xì)長軸上各點(diǎn)的實(shí)際變形，計算出X方向誤差補(bǔ)償值，在后續(xù)的車削加工中動態(tài)實(shí)時補(bǔ)償因撓度產(chǎn)生的變形，將變形誤差減小到最小，極大的提高了細(xì)長軸的加工精度；本發(fā)明的動態(tài)誤差補(bǔ)償方法可以通過編制軟件利用數(shù)控系統(tǒng)自身存儲和運(yùn)算能力完成，容易實(shí)現(xiàn)，成本小，安全性高，具有廣闊的應(yīng)用前景。附圖說明圖1為數(shù)控車床車削細(xì)長軸的示意圖；圖2-1為受徑向力作用細(xì)長軸的撓度變形圖；圖2-2為受徑向力作用細(xì)長軸的撓度變形圖；圖3為本發(fā)明的細(xì)長軸的撓度變形圖；圖4為本發(fā)明的動態(tài)誤差補(bǔ)償程序的主程序流程圖；圖5為本發(fā)明的動態(tài)誤差補(bǔ)償程序的子程序流程圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。一種數(shù)控車削細(xì)長軸撓度誤差動態(tài)補(bǔ)償方法，包括以下步驟：步驟S1，在某一細(xì)長軸的批量生產(chǎn)中，在細(xì)長軸車削工藝流程確定的情況下，首先在一個細(xì)長軸加工中動態(tài)采樣若干點(diǎn)的撓度變形值，并以此作為動態(tài)誤差補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)；步驟S2，根據(jù)上述若干點(diǎn)的撓度變形值繪制細(xì)長軸的變形圖，變形圖采取數(shù)控車床坐標(biāo)軸命名標(biāo)準(zhǔn)，即橫軸為Z軸，縱軸為X軸，并以細(xì)長軸中心最大形變處為原點(diǎn)；步驟S3，判斷當(dāng)前刀具所在的加工區(qū)間，以此為基礎(chǔ)根據(jù)細(xì)長軸的變形圖找到刀具所在的變形區(qū)間(a，b)，調(diào)取Za，Zb兩端變形值，構(gòu)造線性插值函數(shù)，線性插值函數(shù)X(z)構(gòu)造方法：其中：za,zb為測量變形區(qū)間；xa,xb為區(qū)間端點(diǎn)的變形值；步驟S4，根據(jù)當(dāng)前刀具點(diǎn)Z0，代入上述線性插值函數(shù)X(z)，即可求得當(dāng)前位置X方向誤差補(bǔ)償值X(Z0)。優(yōu)選地，所述步驟S2中，所述細(xì)長軸的變形圖中，右側(cè)為正，左側(cè)為負(fù)，每間隔一定距離測量一個變形值?？蛇x地，測量變形值的間隔距離為100mm。優(yōu)選地，所述補(bǔ)償方法可通過數(shù)控車削系統(tǒng)來完成，根據(jù)步驟S1的撓度變形值編制動態(tài)誤差補(bǔ)償程序，動態(tài)誤差補(bǔ)償程序包括主程序和子程序，利用數(shù)控系統(tǒng)自身的運(yùn)算能力和子程序調(diào)用功能完成，從而實(shí)時動態(tài)地補(bǔ)償X方向的進(jìn)給。主程序流程圖，如圖4所示，子程序流程圖，如圖5所示。在圖4中，主程序執(zhí)行NC加工程序。因?yàn)楣ぜS向(Z向)剛度好，Z向不采取補(bǔ)償措施。判斷X方向的進(jìn)給，當(dāng)有X方向進(jìn)給時，調(diào)用誤差補(bǔ)償子程序。在圖5中，首先判斷當(dāng)前刀具所在加工位置，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)表1找到刀具所在變形區(qū)間，調(diào)取Za，Zb兩端變形值，構(gòu)造線性插值函數(shù)。進(jìn)一步，本方法還包括步驟S5，將徑向X值減去X方向誤差補(bǔ)償值X(Z0)即為實(shí)際進(jìn)給X方向值。下面以實(shí)際生產(chǎn)中車削細(xì)長軸為例：表1為一細(xì)長軸的參數(shù)，長度800mm，直徑Φ50mm，材質(zhì)為45鋼，加工中轉(zhuǎn)速2000r/min，進(jìn)給1.0mm/r，在此狀態(tài)下加工中的撓度變形測量值。表1細(xì)長軸的加工撓度變形值Z方向位置值(mm)X方向變形值(mm)Z方向位置值(mm)X方向變形值(mm)Z0(0)0.496Z0(0)0.496Z1(100)0.398Z-1(-100)0.392Z2(200)0.312Z-2(-200)0.308Z3(300)0.197Z-3(-300)0.191Z4(400)0Z-4(-400)0根據(jù)表1繪制了此細(xì)長軸的變形圖，如圖3所示。需要說明的是，測量撓度變形值是刀具所在的位置。如刀具在0處，變形0.496mm；刀具移動到100mm時，測量變形值0.398mm。當(dāng)?shù)毒遺0在50mm處，則補(bǔ)償值算法如下：查表1，刀具所在區(qū)間為Za,Zb(0,100)，xa＝0.496,xb＝0.398，根據(jù)公式(1)構(gòu)造線性插值函數(shù)：帶入z0＝50，X(50)＝0.447mm，即刀具在50mm處加工需要補(bǔ)償0.447mm。以上計算均可通過編制數(shù)控程序完成。對于其它尺寸的細(xì)長軸類零件均可按照此方法進(jìn)行補(bǔ)償，測量變形值，修改表1的參數(shù)即可，動態(tài)誤差補(bǔ)償方法不變，動態(tài)誤差補(bǔ)償程序不變。本發(fā)明根據(jù)測量細(xì)長軸在加工狀態(tài)下的各點(diǎn)撓度變形，根據(jù)細(xì)長軸上各點(diǎn)的實(shí)際變形，計算出X方向誤差補(bǔ)償值，在后續(xù)的車削加工中動態(tài)實(shí)時補(bǔ)償因撓度產(chǎn)生的變形，將變形誤差減小到最小，極大的提高了細(xì)長軸的加工精度；本發(fā)明的動態(tài)誤差補(bǔ)償方法可以通過編制軟件利用數(shù)控系統(tǒng)自身存儲和運(yùn)算能力完成，容易實(shí)現(xiàn)，成本小，安全性高，具有廣闊的應(yīng)用前景。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3