數(shù)控車(chē)床加工過(guò)程中尺寸精度的控制

孫許濤

摘要：隨著中國(guó)制造的崛起，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工中使用頻率也是越來(lái)越高，工件的精度將直接影響裝備的精度及使用。數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，會(huì)存在著一些不確定因素對(duì)加工精度的影響，例如機(jī)床精度的高低、工件安裝的高低、刀具刃磨幾何參數(shù)是否合理、切削用量的選用是否合理、切削力與切削熱作用的大小、量具精度的高低與測(cè)量方法是否正確等等。這些都會(huì)影響到工件加工的精度。本文以GSK980T數(shù)控車(chē)床零件加工為例，研究了如何通過(guò)簡(jiǎn)單的方法來(lái)控制數(shù)控車(chē)床的加工精度，以達(dá)到加工成合格品的目的。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；加工精度；控制

一、精確對(duì)刀，直接控制尺寸

（1）可以利用對(duì)刀儀進(jìn)行對(duì)刀，但是對(duì)刀儀價(jià)格昂貴，容易損壞；

（2）利用自動(dòng)循環(huán)指令程序G94，可以切削工件后往外退刀，不刮傷工件而造成尺寸減小，對(duì)刀精度相對(duì)較高。但操作相對(duì)來(lái)說(shuō)比較煩瑣。

（3）手輪搖動(dòng)，使刀具慢慢在靠近工件，但要有一定的距離時(shí)，比如大約距離工件X、Z方向3mm左右時(shí)，調(diào)到最小倍率檔，輕搖進(jìn)給，直至看到細(xì)微鐵削飛出，退出道具，停主軸，鎖機(jī)床進(jìn)行測(cè)量。（測(cè)量時(shí)候盡量不要用數(shù)顯卡尺）

這樣對(duì)刀后，在刀具沒(méi)有磨損，機(jī)床控制精度可以的情況下可以直接加工零件，尺寸精度可以控制在±002mm范圍內(nèi)。

手動(dòng)試切工件，Z向車(chē)進(jìn)Z向退刀，X向車(chē)進(jìn)X向退刀，至后建立坐標(biāo)時(shí)直接修輸入測(cè)量值，方便快捷的完成對(duì)刀。但由于直進(jìn)直退的切削，刀對(duì)工件會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差 。造成對(duì)刀的坐標(biāo)不是準(zhǔn)確的刀具位置，不能滿(mǎn)足加工要求時(shí)，可通過(guò)修改刀具偏置即刀補(bǔ)值使工件達(dá)到尺寸要求。

二、修改刀補(bǔ)值保證尺寸精度

由于第一次對(duì)刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿(mǎn)足加工要求時(shí)，可通過(guò)修改刀補(bǔ)使工件達(dá)到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：修改刀補(bǔ)值保證尺寸精度前，必須先在刀補(bǔ)頁(yè)面001―004處使刀補(bǔ)值X、Z清零，刀沒(méi)有偏置下再去設(shè)偏置。

（一） 保證徑向尺寸方法。

對(duì)于徑向尺寸的控制，根據(jù)“先放大再減小”的原則，在刀補(bǔ)001-OO4處（也包括基準(zhǔn)刀）修改。譬如用 1號(hào)刀切削時(shí)工件徑向尺寸放大+1mm，而 001處刀補(bǔ)原顯示是 X0，則可輸人 U1，加工一次后測(cè)量。如直徑測(cè)得Φ30.82（要求Φ30.00），這時(shí)減少1號(hào)刀補(bǔ)值，如U-0.82后再加工一次。也可以在001刀補(bǔ)處輸人X直徑值，亦可收到同樣的效果。為避免機(jī)床或?qū)Φ毒葐?wèn)題，最好不要一次加工成型至要求值，即放在尺寸后測(cè)量所得的余量，也應(yīng)該分兩次以上來(lái)試切削來(lái)檢驗(yàn)機(jī)床的精度。

（二） 保證軸向尺寸方法。

對(duì)于軸向尺寸的控制，根據(jù)“長(zhǎng)加大，短減小”原則，在刀補(bǔ) 001-004處修改。如用2號(hào)刀加工某處軸段，加工后尺寸差-0.1mm（要求軸長(zhǎng)10.45mm，測(cè)得10.35mm），而002處刀補(bǔ)顯示是Z-420，可在 002刀補(bǔ)處輸入W-0.1，使其刀補(bǔ)變?yōu)閆-430。一般車(chē)前軸向可以不留余量，直接加工。此方法來(lái)控制尺寸較簡(jiǎn)便，廣泛適用于工廠中的加工。

三、絕對(duì)編程保證尺寸精度

編程有絕對(duì)編程和相對(duì)編程。相對(duì)編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點(diǎn)位置以該線段起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)而確定的坐標(biāo)系。也就是說(shuō)，相對(duì)編程的坐標(biāo)原點(diǎn)經(jīng)常在變換，連續(xù)位移時(shí)必然產(chǎn)生累積誤差，絕對(duì)編程是在加工的全過(guò)程中，均有相對(duì)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)，即坐標(biāo)原點(diǎn)，故累積誤差較相對(duì)編程小。數(shù)控車(chē)削工件時(shí)，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫(xiě)程序時(shí)，徑向尺寸最好采用絕對(duì)編程，考慮到加工及編寫(xiě)程序的方便，軸向尺寸常采用相對(duì)編程，但對(duì)于重要的軸向尺寸，最好采用絕對(duì)編程。

四、修改程序和刀補(bǔ)并用控制尺寸

數(shù)控加工中，我們經(jīng)常碰到這樣一種現(xiàn)象：程序自動(dòng)運(yùn)行后，停車(chē)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求，尺寸變化無(wú)規(guī)律。譬如用1號(hào)外圓刀加工一個(gè)三階臺(tái)階軸工件，經(jīng)粗加工和半精加工后停車(chē)測(cè)量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對(duì)此，筆者采用修改程序和刀補(bǔ)的方法進(jìn)行補(bǔ)救，方法如下：

（一）修改程序

原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來(lái)，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm；

（二）改刀補(bǔ)

在1號(hào)刀刀補(bǔ)001處輸入U(xiǎn)-0.06。經(jīng)過(guò)上述程序和刀補(bǔ)雙管齊下的修改后，再調(diào)用精車(chē)程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。

上述五種控制尺寸方法分析

從理論上說(shuō)，方法一的通過(guò)試切、測(cè)量，得到的對(duì)刀數(shù)據(jù)應(yīng)是準(zhǔn)確的，但實(shí)際上由于機(jī)床的定位精度、重復(fù)精度、操作方式、刀具的磨損等多種因素的影響，使得試切的精度是有限的，因此還須通過(guò)上述的另一些方法保證加工尺寸精確。

方法二方便快捷，也是多人采用的方法之一。程序中加工首段必須有T0101指令，而對(duì)刀前一般要先清除刀補(bǔ)，除按刀補(bǔ)鍵中001-004中清零外，還須得程序段值介面下執(zhí)行G00U1W1運(yùn)行一次來(lái)清刀補(bǔ)。要不機(jī)床會(huì)帶有前者操作留下的刀補(bǔ)值造成后者對(duì)刀時(shí)出現(xiàn)G50 X385而位置顯示的不是X38.50的值。

方法三的絕對(duì)值編程保證尺寸精度，刀補(bǔ)值偏置，放大零件尺寸在加工外圓時(shí)為正值U+1，內(nèi)孔時(shí)則為負(fù)值U-1，內(nèi)外圓是相反刀補(bǔ)值加工的。

方法四修改程序和修改刀補(bǔ)并用，如在加工前改變X、Z值，會(huì)帶來(lái)一定的計(jì)算量，加工后修改程序中值從而達(dá)到加工尺寸。但是如操作者想再次使用此程序加工下同樣零件時(shí)，必須再次修改正確的程序X、Z值才能加工。除非加工中是變化無(wú)常的，各軸的尺寸值是不一致時(shí)才用此方法來(lái)進(jìn)行控制。

方法是多樣的，方法不是一成不變的。所以我們可以多種方法一起采用，如方法一可以和方法二一起使用，方法三和方法四一起用的。只要操作者思路清晰，不混亂的情況下而造成零件加工尺寸小就行了。建議方法二是較方便快捷的控制方法。

總結(jié)，數(shù)控加工時(shí)的零件尺寸精度的控制的操作是數(shù)控加工的關(guān)鍵，明白刀具的走刀位置，坐標(biāo)系建立與變更。才能精確的加工出想要的尺寸精度。在程序編制和實(shí)踐加工中靈活運(yùn)用各種尺寸控制方法，盡可能減少對(duì)刀誤差，運(yùn)用刀具補(bǔ)償值及時(shí)調(diào)整或上述的方法加工中所出現(xiàn)的加工誤差，有效地提高零件加工精度。