高職考數控車削中控制尺寸精度的方法

姜劍

摘 要：機械零件加工精度是機械產品的命脈，是衡量產品質量的重要指標。對于數控加工來說，加工精度決定著零件的優劣，也能體現操作者技能水平的高低。對于數控實踐技能操作高考來說，加工精度就是分數，精度控制得好，得分就高。因此，加工精度控制方法是學生必須掌握的技能。本文羅列了高職考數控車削技能操作加工精度中尺寸精度控制的幾種方法，介紹具體操作要點并分析幾種方法的適用性、合理性，以幫助廣大考生在數控車實踐技能考試中得到高分。

關鍵詞：高職考 數控車削 尺寸精度控制 技能考試

浙江省高職考機械類考試從2015年開始增加了技能操作考試，其中數控車工是最為熱門的考試科目之一?？v觀高職考數控車工技能考試大綱，數控車削加工中有精度要求的地方，也是分值最多的地方，也就是說加工精度控制好，得分就會高。所謂加工精度，是指零件加工后的實際參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度。加工精度包括尺寸精度、形狀精度、位置精度三方面的內容。

尺寸精度是三種精度最為重要的。它是指加工后零件的實際尺寸與零件設計尺寸的符合程度，是衡量零件質量的重要指標之一。在數控車削加工中，如何保證尺寸精度是一個非常重要的問題。本文重點探討在高考數控車削加工中尺寸精度控制方法的運用。

高考數控車削加工實操考試，要求單人單機操作，熟練編寫加工程序、裝夾工件及測量，在規定的時間內按圖紙要求完成零件加工。由于時間有限，心理緊張，機床不熟等原因都會導致學生最后的得分不理想，失分原因大部分是尺寸精度控制差。尺寸精度主要由量具誤差、對刀誤差、刀具參數錄入、刀具磨損、加工路線等原因影響。下面筆者就實際操作加工尺寸精度控制方法進行論述。

一、尺寸精度控制之考前準備

1.量具的校對

要精度控制好，首先就應該對量具進行校對、調整，特別是對內徑和外徑千分尺的校對，應確保無誤。以外徑千分尺為例，先將0～25mm外徑千分尺調零，看微分筒零線是否與主尺零線對齊；接著用0～25mm外徑千分尺測量25～50mm外徑千分尺校塊是否正確，再去校對25～50mm外徑千分尺是否與零線對齊，以此類推。

2.加工路線的選擇

加工路線影響尺寸精度主要是機床的反向間隙。機床反向間隙是由機床傳動進給機構所造成的機床傳動進給系統的滾珠絲杠與螺母之間存在間隙。當進給方向發生變化時，由于配合間隙的存在，必須反向旋轉回間隙角度，絲杠才能帶動螺母旋轉，這個間隙稱為反向間隙。也就是說，程序要求車刀移動距離與車刀實際移動距離有偏差，造成尺寸精度誤差，這是大部分數控機床存在的現象。只要反向間隙在合理的范圍內并不會影響尺寸精度。消除反向間隙誤差的方法很多，可硬件調整、或數控系統軟件調整，還可程序編制和加工時合理地安排走刀路線，以消除反向間隙誤差，提高尺寸精度。

加工路線消除反向間隙就是切削時一般往一個方向進給，如果需要反向時，要求在反向時多進給一段路線，再回到原位，目的是消除絲杠與螺母間的間隙，防止車刀空走，造成尺寸誤差。

二、尺寸精度控制之加工過程

加工過程是對尺寸精度控制中重點區域，主要包括手動控制、刀補值變動控制、程序數字變動控制、坐標系變動控制四方面。

1.手動精度控制

手動精度控制主要針對的是零件的總長尺寸精度控制。刀具采用手搖方式車削少許工件端面，之后往+X方向退出，停轉主軸，在POS鍵中選相對坐標后W坐標值“歸零”。測量得出長度誤差，如測得比標準長出1.1mm，移動-Z向1.1mm，在相應的刀補中輸入對刀值Z0測量。然后可以主軸正轉手動去除多余余量或采用走程序方式進行去除，以上都可以保證尺寸精度。此種方法操作簡單實用省時，重點是零件的測量及機床手搖方式操作。以上操作需要確保工件的同軸度在設計精度范圍內進行。

2.刀補值變動精度控制

加工如下圖零件的左端?30mm尺寸，為保證尺寸精度可在加工前在刀補的磨損界面中找到相應刀號的X軸輸入+0.5mm（預先外圓尺寸擴大0.5mm），然后進行加工。在純理論情況下，此時的外圓?30尺寸應該是?30.5mm，但事實上由于對刀誤差、測量誤差、刀具磨損等原因，該尺寸可能偏大或偏小一部分，基本上不會出現尺寸已經小于設計尺寸。此時可以根據測量得出實際尺寸與設計尺寸進行比較，然后在磨損界面中進行相應值輸入，再加工就可以保證該尺寸的精度。例如，測量后得出實際尺寸為?30.42mm，為保證尺寸精度應在前述磨損+0.5mm處輸入-0.44mm按“+輸入”，之后原+0.5mm變成+0.06mm。程序在原基礎上重新運行一次，就可以達到尺寸的精度要求。

加工內孔尺寸，可在加工前在刀補的磨損界面中找到相應刀號的X軸輸入-0.5mm（預先內孔尺寸縮小0.5mm），之后與外圓操作相同。此種方法是控制尺寸精度最基礎也最為重要方法，操作簡單易行，是每一位學生必須掌握的技能。

圖 加工零件圖

3.程序數字變動精度控制

程序數字變動控制尺寸精度的方法是針對同一種刀具連續切削幾徑向尺寸出現不一樣尺寸的控制方法。加工如圖零件的右端時，同一把外圓車刀連續切削?25mm，?32mm徑向尺寸后發現，實際尺寸?25.40mm，?32.44mm，兩者相差0.04mm，如果按刀補值變動控制的話，兩者連動變化，必定其中一尺寸出錯（超出設計的公差值），因此應采用程序數字變動控制。在加工程序中以其中一個尺寸為標準，修改其他的尺寸，如以?25.40mm尺寸為標準，將?32中加工程序數字X32改成X31.96，然后在刀補值磨損X處輸入-0.42，按“+輸入”，再次執行加工程序，這樣兩處外圓都能達到要求。這種控制方法比較麻煩，容易出錯，必須細致操作，否則尺寸難以控制。

4.坐標系變動精度控制

坐標系變動精度控制是通過修改坐標系原點的位置使當前刀具的位置與工件的相對位置得到矯正，然后在新的坐標系下現加工一次，從而保證零件的尺寸精度。此種方法在實際加工中比較繁瑣，運用不多，僅作了解。

高職考機械類考試進行試點改革，增加技能操作考試，目的是培養實用性專業人才，以符合我國從制造大國向制造強國的轉變。如何變為制造強國，其中之一就是要求我們的技術工人要有質量意識，精度意識，掌握控制精度方法，制造出更多優秀的產品。以上介紹數控車削加工尺寸精度控制方法，可以綜合適時運用，多次訓練后可熟練操作，以保證每個尺寸精度達標，獲得考試高分。

參考文獻：

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[3]楊宗斌.機械加工基礎[M].北京：機械工業出版社，2013（11）.

（作者單位：衢州中等專業學校）