淺析數控車削工件尺寸精度提升方法

【摘 要】尺寸精度是指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸公差帶中心的相符合程度。本文著重分析數控車削工件尺寸精度的提升辦法。

【關鍵詞】尺寸精度；數控車削；提升辦法

在日常的數控車床實訓教學和數控大賽集訓中，如何保證和提高學生車削工件的尺寸精度是一件非常重要的事情。受到數控機床本身的剛性、操作者的技能水平、經驗等綜合因素的影響，學生要想快速的提高加工工件的尺寸精度，必須要掌握一些方法，而在實際運用過程中大抵有以下兩種方法：

（1）為了提高數控車床自身的精度，需定期對數控車床各坐標軸的反向偏差進行檢測和補償，定期對數控車床的定位精度進行檢測和補償。

（2）在加工過程中，主要從毛坯和刀具的裝夾與校正、提高對刀精度、加工過程中（粗加工后和精加工前）進行精確的測量然后進行磨耗補償、合理安排走刀路線、減小編程誤差、選擇合適的切削用量等方法來提高工件的精度。

而第一種方法，多是機床工藝系統的誤差，一般由課程指導老師或實訓室負責老師定期檢查調試，本文不做具體探討。而在實際加工過程中碰到尺寸達不到圖紙規定的要求，多采用第二種方法提高工件的精度。下面以FANUC系統前置刀架數控車床為例闡述具體的措施：

1.毛坯和刀具的裝夾與校正

毛坯和刀具裝夾不牢靠，容易在加工過程中產生松動與振動；毛坯校正不正確；這些因素都可能會影響工件的尺寸精度。

因此在加工過程中，毛坯和刀具的裝夾要靠操作者正確、細致的操作來解決這些問題。特別是對于毛坯的裝夾，應盡可能先把毛坯的氧化皮車掉，然后通過找正方式裝夾。

工件找正圖1

（1）找正要求 工件找正裝夾時，必須將工件的加工表面回轉軸線（同時也是工件坐標系Z軸）找正到與數控車床主軸回轉中心重合。

（2）找正方法 與普通車床上找正工件相同，一般通過百分表找正（見工件找正圖1）。如果發現誤差，可以在某個卡爪下或軸徑墊銅皮等，最終使工件坐標系Z軸與車床主軸的回轉中心重合。

2.提高對刀精度

采用試切法對刀時，操作要細心。對刀后還要根據刀具所加工零件的實際尺寸和編程尺寸之間的誤差來修正刀具補償值。

以93°外圓粗車刀為例，試切法對刀對好后，可以編寫一段簡單的程序來檢驗一下對刀的精度。（毛坯直徑為￠80）

O0001；

T0101；

M03S800；

G00X83Z3；

G90X78Z-10F0.15；

G0X100Z100；

M30；

自動加工運行后，量具檢測一下外圓尺寸，看讀數是否在公差范圍內。如果不是，按照“大負小正”的原則，把差值輸入到系統刀具偏置表中。

例如：如果車削工件外圓后，工件的外圓直徑為78.30mm。對此，我們可不用修改程序，而通過修改刀位偏置值來解決，即在X方向把刀具位置的偏置值減小0.30mm，這樣就很方便地解決了對刀過程中產生的加工誤差。

當然，對刀是數控車床加工的一個很重要的環節。刀具在使用過程中產生磨損；刀具受本身的剛性影響，加工中產生振動；機床重復定位精度以及刀位點的安裝高度等。這些因素都會影響對刀精度，從而影響工件的尺寸精度。

3.加工過程中（粗加工后和精加工前）進行精確的測量然后進行磨耗補償

粗加工后和精加工前，操作者要進行精確的測量。測量時要做到量具選擇正確、測量方法合理、測量過程規范細致。

測量完畢后，對誤差值進行準確的刀具磨損補償。

例如，編程時粗加工余量設定為0.5mm，粗加工完畢后，實際檢測余量為0.45mm，如果此時不改變磨耗值，精加工完畢，工件的尺寸有可能會偏小。因此，我們必須適時的調整系統刀具偏置表里面的磨耗值，按外圓車削時“大負小正”的原則，在磨耗值里面輸入0.05mm，然后循環啟動進行精加工。精加工后，如果發現尺寸偏大，按上述原理再進行一定的磨耗補償，然后再執行一次精車循環。如果偏小，該項尺寸就不合格了。因此，操作者要做到加工過程中（粗加工后和精加工前）進行精確的測量，適時的進行磨耗補償，以免工件報廢。

4.合理安排走刀路線

在安排數控車床走刀路線時，應在保證加工精度和表面質量的情況下，減少一些不必要的刀具磨損及機床進給機構滑動部件的磨損等，從而減少和消除數控車床絲杠的反向間隙誤差。

操作者在制定走刀路線時，最好先畫一張工序簡圖，將自己擬定的加工路線、刀具進刀退刀路線畫上去。然后通過工序簡圖，我們就能發現進刀退刀進給路線方向是否一致。在實際加工中，我們盡可能使進給路線一致，這樣不僅可以給編程帶來不少方便，而且可以消除進給路線不一樣帶來的反向間隙誤差。

5.減小編程誤差

數控編程的時候，數控系統產生的插補誤差，主要由于用直線段或圓弧段避近零件輪廓時產生的，這是影響零件加工精度的一個重要因素，可以靠增加插補節點數解決，但會增加編程工作量。

同時，操作者在編程之前，要仔細的閱讀圖紙，仔細審查尺寸公差，特別是有些尺寸上偏差為零，有些尺寸下偏差為零，編程的時候要考慮用尺寸的中值公差來編程。

6.選擇合適的切削用量

在數控車削加工過程中，切削參數選擇不當，容易導致切削力、切削熱過大，從而產生熱變形和內應力變形，從而影響工件的尺寸精度。特別是精車加工余量，不能太大，也不能太小。確定精車余量的方法主要有經驗估算法、查表修正法、分析計算法等幾種，一般內、外輪廓的精加工余量取0.3～0.5mm。

7.小結

造成尺寸精度下降的原因是多方面的，其中由數控車床工藝系統所產生的尺寸精度降低可由對機床和夾具的調整來解決。而工件的裝夾與校正、刀具的正確安裝、加工過程中對尺寸精度的影響因素則需要通過操作者多次訓練才能解決。以上幾種方法，綜合起來運用，相信能夠快速的提高車削工件的尺寸精度。 [科]

【參考文獻】

[1]沈建峰，朱勤惠.數控加工生產實例.北京：化學工業出版社，2007.

[2]漆軍，何冰強.數控加工工藝.北京：機械加工出版社，2011.