數控車削加工精度控制技術分析

丁建建，徐 惠，肖榮強

（棗莊科技職業學院，山東滕州 277500）

0 引言

數控機床車削精度控制方法有很多，但在這些控制方法中，首先要分析材料，選用什么刀具及切削用量，這樣有利于達到加工精度，提高生產效率。在精度方面，首先考慮形位精度，數控車削加工工藝順序是粗加工、半精加工和精加工，余量是保證位置精度及加工連續性。從工藝系統加工程序設計的合理性闡述精度控制技術的重要性，為今后提高加工精度來提供理論和技術支持。通常情況下，整臺組合機器質量的基礎是單個機械零件的加工質量。機器零件的加工質量標準分為加工精度（公差范圍）和加工表面質量（表面粗糙度范圍）。

零件加工后的實際尺寸、形狀和位置等幾何參數與理想幾何參數的符合程度，多用加工精度來表示。零件加工后的幾何參數與理想幾何參數的偏離程度用加工誤差來表示。加工精度越高加工誤差就越小，反之加工精度越低，誤差就越大；在一個機械加工企業中，批量生產工件的加工精度與加工效率和企業經濟效益關系密切，所以提高加工精度和生產效率是經濟效益的重要保證。

1 影響加工精度的因素

機械加工行業中把工件、夾具、刀具和數控機床等加工要素進行綜合考慮而形成的封閉系統稱為工藝系統。根據切削過程的物理本質和工作階段，可以把影響機械加工精度，產生加工誤差的主要因素分為3個方面：①加工前存在的誤差；②切削加工過程中出現的誤差；③切削后出現的誤差。通過這些影響加工精度的要素分析，設計合理的工藝系統性是減少誤差和提高加工精度的重要手段，切削過程程序設計是產生誤差重要因素之一，所以加工程序設計可以把影響精度的主觀和客觀因素減少到最低限度。

2 工藝制定對加工精度的影響

根據機械加工的理論和實踐，加工工藝的科學合理性取決于產品精度或工裝夾具精度的高低，正確合理的工藝在產品及工裝夾具使用起著舉足輕重的作用，如在加工精度的影響路線確定后開始計算刀位點的編程坐標。如果刀位點的編程坐標計算錯誤或出入較大，那么將直接影響零件圖上的配合尺寸和自由尺寸。

在加工程序、刀具都相同情況下，在同一機床的加工誤差也會有大有小。 原因是由于量具的精度較差或操作者大意造成直徑讀取不準確甚至錯誤，其次是數據計算或輸入有誤。這樣就在同等客觀加工條件下形成了不同的加工誤差。此外機床加工精度、刀具磨損程度和工件材料的物理特性等，也都是產生加工誤差的重要因素。

3 程序設計對精度控制技術分析

下面結合實際應用對工件精度工藝控制進行技術分析，如圖1所示軋棍零件，毛坯為Φ58×20 mm的盤形 45#棒料，Φ13+0.05 mm內孔、1×45°的8處倒角和左右2個端面已完成加工。用外徑復合循環階梯切削加工方法，刀具每次切削點都需編入程序，因刀具切削路徑短，效率高，而被廣泛用于精加工。

3.1 工藝方案及加工路線制定

（1）根據圖1的技術要求，并結合毛坯前道工序加工的實際情況，制定該工件工藝方案及加工進給路線。

（2）選擇FANUC-0i數控臥式車床，用三爪自定心卡盤裝夾，使主軸和工件軸線重合，以已加工出的Φ13+0.05 mm內孔及左端面為工藝精基準，一次裝夾先粗后精全部完成加工。

3.2 加工順序制定

（1）采用階梯切削路線先粗車外圓，為編程時節點數值計算方便，圓錐部分用相似斜線車錐法分幾次切完，圓弧部分可用同心圓車圓弧法。

圖1 軋棍零件

（2）自右向左精車外輪廓面，精加工切削用量對加工精有關鍵影響，要及時掌握外輪廓精度修正情況。

3.3 選擇刀具

為了防止加工時刀具與工件不發生后角干涉，可用95°（93°）尖頭外圓車刀（或可轉位機夾外圓車刀）完成粗精加工。

3.4 選擇切削用量

選用適當的切削用量參數是提高加工精度的重要參數，具體數值應根據機床性能、刀具、材料，以及相關實際經驗確定，需體現在加工程序中。

3.5 編制程序（該程序用于 FANUC系統車床）

按相應指令代碼，工件的加工程序如下（有省略）：

通過分析可知,如果在切削用量、工藝方法、對刀方法及切削工件材料等相同的情況下，對于左偏刀，數控車床主軸正轉，從右到左加工中，每一個輪廓的粗車輪廓要素要考慮切削余量，所以在實際編程加工中，只有正確選擇適當切削坐標和切削順序才能保證加工精度和表面質量。用G41（G42）插補編程加工都能保證尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等要求。在粗加工結束后，及時消除系統誤差和人為誤差等，這樣可以大大提高加工精度。

4 結束語

隨著我國經濟和科技水平的不斷提高，機械加工水平也有了長足的進步，與此同時，新技術不斷采用使機械加工的技術也逐漸趨于成熟。為進一步提高零件的加工精度，保證零件的質量，降低產品的不合格率，就要不斷完善加工工藝、優化加工流程，逐一發現和消除影響加工精度的各個要素，在保證零件加工精度的前提下，提高生產效率和促進企業增收。但當前的加工水平還存在著一些未知或已知卻無法解決的的問題，但是隨著科技的不斷進步和技術的革新，我國的機械加工精度與效率，一定會得到更大的提高。