導語：數控加工復雜曲面誤差分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：數控加工技術的應用，對于復雜的曲面加而言，盡管是非常精密的一種加工手段，但其中會存在一些因素對其加工精準產生影響，從而產生誤差。所以，本文針對數控加工的復雜曲面誤差做出了如下分析和探究。

關鍵詞：數控加工；復雜曲面；誤差

在各行各業當中對復雜曲面有著廣泛的應用，如汽車行業以及航天行業中。因為科學技術的快速提升，面對更加復雜的曲面精度以及復雜的零件形狀，其質量要求更加嚴格，這便需要當前的數控加工技術進行更多的創新和提升，以便確保生產出來的曲面零件的精度和質量與生產的要求相符合。其中，在實施數控加工的過程中，會因為誤差問題影響復雜曲面零件的精準度，所以要對數控加工誤差進行嚴格控制，應用相應的手段使復雜的曲面零件誤差有所降低，以便使加工的效率得到提升。

一、復雜全面數控加工的現狀

通常情況下，數控加工技術的應用，對于復雜的曲面加工來說，盡管是非常精密的一種加工手段，但其中會存在一些因素對其加工精準產生影響，從而產生誤差。例如：應用的道具材料、曲面模型以及加工方法等。在具體操作的過程中，刀具的應用理論運行軌跡與補插軌跡之間會產生一定的誤差，如果不對其進行嚴格控制，會產生更大的加工誤差，降低工作效率。當前，五坐標聯動數控加工高技術以及三坐標數控加工技術的應用非常廣泛，盡管起到的作用非常重要，但是也有一些不可避免的影響因素[1]。當前，在數控加工當中，主要應用的刀具包括球形刀、端銑刀以及環形刀等，因為球形刀當中的任意點與曲面進行接觸之后產生的效果都是相同的，因為多使用球形刀具對曲面實施加工，并且在三軸聯動數控加工以及五軸聯動數控加工中非常適用，但是在五軸聯動加工中，只有環形刀具比較適用。數控機床盡管非常精密，但依然會存在很多影響因素，所以對其誤差進行控制分析，是將加工效率進行提升的關鍵性環節。

二、復雜曲面數控加工誤差分析

復雜曲面數控加工產生誤差的主要因素便是加工刀具的幾何誤差、加工曲面以及加工刀具之間產生的幾何運動誤差、工藝系統產生的制造誤差等，一般情況下復雜曲面數控加工誤差包括：刀軸擺動產生的誤差，直線逼近產生的誤差。在具體加工的過程當中，出現誤差最多的部分便是插補斷的中心四周，是因為最大轉動誤差以及最大直線逼近誤差共同構成的。轉動的誤差便是法向矢量轉動時產生的誤差，具體來說便是法向矢量在轉動過程中產生的誤差，對傳動誤差大小產生的影響因素是刀具的半徑加工補償，經過的曲面弧長、加工曲面的法曲率。直線逼近誤差會受到數控加工復雜曲面形狀的一些影響，但是加工刀具并不會產生很大的影響?？傊?，刀具半徑、走刀線路、步長、被加工曲面幾何的具體形狀的都會對加工產生相應的誤差。復雜曲面數控加工當中，插補弦長會對直線逼近誤差產生直接的影響，如果需要將直線逼近誤差進行降低，便需要對刀具的進給速度和插補周期進行合理控制[2]。

三、復雜曲面數控加工誤差控制

（一）刀軸轉動誤差補償。在復雜曲面數控具體加工當中，加工表面如果沿著走刀方向為凸曲線，那么切觸點的運行軌跡便屬于凹曲線。在這樣的情況下，產生的加工誤差會比較大，刀軸轉動誤差以及直線逼近誤差之間的和也會比較大。如果用刀具切觸點篇置法可在某種程度上，對刀軸轉動誤差進行補償，使得總誤差有所降低。沿著加工表面外法向矢量方向，將刀具切觸點A進行移動，移動到A’，成為全新的切觸點，可以使復雜曲面數控加工誤差的分布有所改變，使得加工誤差得到補償[3]。如果復雜曲面數控加工當中的表面沿著走刀方向，為凹曲線，直線逼近差δ1超過刀軸轉動誤差δn，便不會有任何超差產生。所以，不需要實施加工誤差補償，刀軸轉動誤差補償要結合具體的情況，采用合理的方式實施控制。（二）直線逼近誤差控制。在復雜曲面的數控加工當中，會發生直線向曲面逼近的情況，針對這種情況的產生，會出現直線逼近誤差δ1，具體來說便是插補運行會導致直線逼近誤差δ1，一般情況下，只能將直線逼近誤差進行降低，或者對其進行有效控制，并不能對其完全消除。控制直線逼近誤差的有效方式包括控制插補弦長、插補周期控制和控制刀具的進給速度。其一，插補弦長控制。在數控加工的過程中，如果加工曲面沒有任何的變化，插補斷內進給方向的法曲率屬于定值，這時對直線逼近誤差因素產生影響的為插補弦長，并且直線逼近誤差以及插補弦長的平方為正比，所以對插補弦長進行減少，能夠在某種程度上使數控加工當中的直線逼近誤差有所降低。如果ε≥δ1，那么。因此在復雜曲面的數控加工當中，插補弦長需要被嚴格控制，使其相應的范圍當中，才能對加工的精度給予保障。所以合理將插補弦長進行縮短，是使直線逼近誤差降低的有效措施，可以使數控加工的精準程度有所提升。但需要注意的是不可以對其進行無限縮短。在加工當中，數控系數的插補弦長周期與刀具的進給速度，對插補弦長大小起到了決定性作用[4]。其次，插補周期與進給速度，在曲面數控具體加工當中，數控系統進給速度與插補周期會對插補弦長會造成直接影響，通常情況下，數控技術可對插補周期進行設定，工作人員對進給速度進行確定。在進給速度沒有任何變化的情況下，進行插補的周期越小，便會有越小的插補弦長。所以，直線逼近誤差也就越小。與其相類似，在插補沒有任何變化的情況下，比較小的進給速度，會產生比較小的插補弦長，所以直線逼近誤差也就越小。對于較小的插補周期數控系統進行應用，在數控加工過程中，要使刀具的進給速度盡量降低，可以使復雜曲面數控加工的誤差得到降低。

四、結束語

總之，在復雜曲面數控加工當中，難免會產生一些誤差，其重要應用合理的方式以及措施，對這些誤差進行控制，以便使誤差更小，保障數控加工的質量。

參考文獻

[1]蔡耀安.復雜曲面多軸數控加工非線性誤差理論分析及控制[J].山東工業技術,2019(03):40.

[2]王曉宏.基于復雜曲面的數控加工刀具軌跡設計[J].自動化與儀器儀表,2018(10):131-134+138.

[3]潘煌璋,吳嘉炎.關于數控加工的復雜曲面誤差研究[J].科技經濟導刊,2017(13):81.

[4]蘭松云.復雜曲面數控加工誤差研究[J].中國高新技術企業,2013(13):27-28.）

作者:肖允鑫 單位:聊城職業技術學院工程學院