铣床工作台反向间隙补偿过大,尺寸会来回超差
反向间隙补偿大于丝杠与螺母的实际空程时,每次换向工作台都会多走一截。尺寸从两个方向趋近会一正一负超差,和螺距误差、塞铁松动的表现不同。

补偿为什么会多走
铣床工作台由丝杠带动螺母移动,齿侧或螺纹侧面之间存在空程。工作台正向走时,这一侧贴实;刚一反向,丝杠要先空转一段,把间隙赶到另一侧,工作台才开始动。补偿的作用,是在数控或数显系统里于反向瞬间多给一段位移,把这段空程补上,使指令位置和实际位置重新对齐。补偿量应当等于实测空程,而不是越大越保险。
补偿大于实际间隙时,反向瞬间工作台不是刚好转完空程,而是又被多推一截。每次换向都产生一次固定方向的过冲。铣一个台阶时,从左趋近和从右趋近得到的位置分居指令值两侧,测量就看到来回超差:这一面多切了一点,下一次反向再多切一点。误差大小与行程长短关系不大,主要出现在方向改变之后,这是过量补偿的基本特征。
圆弧或封闭轮廓在换象限时,两轴会先后反向。补偿过量就在换向点多走一步,圆被切出局部台阶或尖角,四边的尺寸也会交替偏大偏小。操作者若只在单一方向对刀,单边尺寸可以暂时合格,一做需要正反切削的零件就超差。所以问题常在首件单向试切时被放过,批量正反加工后才暴露。来回超差指的就是这种随方向翻转的误差,不是整体尺寸一起偏。
和补偿不足、螺距误差、塞铁分开
补偿不足时,反向后工作台少走,轮廓在换向处缺一块,尺寸通常偏向留量的一侧,不会在两个方向都切过名义尺寸。补偿过量则是两个方向都切过,误差符号随趋近方向翻转。用千分表以同一接触面分别从正向和反向趋近,过量补偿会把两次读数拉到零点两侧;补偿不足则两次都停在零点的同一侧,中间仍空着一段。这个试验不需要切削,就能把过大和过小分开。
丝杠螺距误差随移动距离累积,离基准越远偏差越大,而且在不反向的连续移动中就已经存在。反向间隙补偿过量的偏差在短距离换向处就完整出现,继续同向移动时不再按距离加码。把工作台同向移动较长一段,若误差基本不增长,只在每次反向跳变,就不是螺距。若同向移动时误差稳步变大,反向处也没有额外台阶,才应查丝杠螺距或补偿表。
塞铁过松时,工作台在切削力作用下让刀,误差随吃刀量和进给方向的负荷变化,空载摇动手轮不一定复现。过量补偿在空载对表时就已经存在,与铣刀是否吃刀无关。塞铁过紧则移动沉重,误差方向不一定随反向翻转。先在不切削时测量反向空程,再和系统里的补偿值比较。实测空程小于补偿值,就可以认定补偿过大,而不必先拆塞铁。
补偿值怎样回落到实隙
实测空程时,表针顶住工作台,手轮或伺服缓慢反向,直到表针刚动,这段指令位移就是当前间隙。补偿应设到与这段位移相当的程度。间隙会随螺母磨损、温度和润滑变化,一次设得偏大,磨损后实际间隙变大时误差会暂时变小,使人误以为当时设大是对的。之后若又调紧了螺母而没有减补偿,过冲会重新出现。补偿值要跟着实测走,不能当成永久常数。
工作台正反向的空程有时并不相等,因为两侧齿面磨损不同。只用一个偏大的平均值去补,较紧的那一侧就会过冲,尺寸仍会在该方向超差。应分别看两个方向的剩余误差。若一个方向已经对零,另一个方向仍过切,就是补偿相对这一侧过大,或两侧间隙本来就不对称。把不对称当成一个总数去加,来回超差只会换一个面出现。
机械间隙本身也应处理,不能只靠加大补偿。螺母磨出空程后,反向手感发空,补偿即使设准,也只是把定位补上,切削刚度仍然差。过量补偿则在刚度问题之外又加了过切。调整或更换螺母使空程减小后,必须同步减小补偿,否则原来刚好的补偿会变成过量,尺寸立刻改为来回超差。许多机床是在调紧间隙后忘记改补偿,才出现这种故障。
因此来回超差时,先做空载正反趋近,确认误差是否在换向点以相反符号出现。若是,把补偿降到实测空程,再复测两个方向。误差若随行程累积,改查螺距;误差若只在吃刀时出现,改查塞铁和让刀。补偿过大是指令在反向时多走,不是刀具磨损那种单向逐渐变小。把这三种随方向、随距离、随负荷的差别分开,尺寸才能同时在正反切削里站住。