淺談數(shù)控加工中首件試切的應(yīng)用

摘要：本文介紹了數(shù)控加工中首件試切的重要性及目的，并以數(shù)控車床為例闡述了首件試切的方法及具體的操作流程，同時與其他方法進(jìn)行比較，充分體現(xiàn)出首件試切為降低損失、提高效率起到了舉足輕重的作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 程序校驗 首件試切

引言

數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工穩(wěn)定可靠、高柔性、高生產(chǎn)率以及勞動條件好的特點(diǎn)，特別適合形狀復(fù)雜零件、批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件、貴重零件及試制件的加工，尤其是隨著我國設(shè)備制造水平的提高，數(shù)控機(jī)床的價格也下降到企業(yè)能夠接受的范圍。就目前的市場使用情況來看，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的主流裝備，在生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用，占有舉足輕重的地位。因此，設(shè)備的正常高效運(yùn)行就是至關(guān)重要了，本文就數(shù)控車床在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面經(jīng)常使用的首件試切這一方法進(jìn)行介紹。

1.首件試切的重要性及目的

1.1.首件試切的重要性

首件試切是指通過試切削的方式，檢驗零件加工程序是否合理及零件的加工精度是否滿足圖紙要求。無論是手工編程或自動編程，其一般過程如下圖所示：

上圖明顯體現(xiàn)出首件試切在編程及機(jī)床加工過程中的地位及重要性，它是整個過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。程序檢驗對有圖形顯示功能的數(shù)控機(jī)床，可進(jìn)行圖形模擬加工，檢查刀具運(yùn)動軌跡是否正確。對無此功能的數(shù)控機(jī)床可以進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗，但這些方法只能證明運(yùn)動軌跡的正確性，不能檢查出被加工零件的精度。因此，需要對工件進(jìn)行首件試切，當(dāng)發(fā)現(xiàn)誤差時，分析誤差產(chǎn)生的原因，及時加以修正。

1.2.首件試切的目的

首件試切的目的，一是驗證零件加工程序的正確性及零件加工后的尺寸是否符合圖紙要求；二是驗證編程時選擇的刀具、切削用量及設(shè)定的刀具補(bǔ)償值是否合適，是否能達(dá)到零件表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求，為后續(xù)批量生產(chǎn)時，提高生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率提供重要參考。在實際生產(chǎn)中，為了避免因為零件加工程序及加工準(zhǔn)備的疏忽造成損失，在進(jìn)行首件試切時一般會先用報廢的工件進(jìn)行，因為大部分較復(fù)雜的零件在加工時都不止一個工序，上一工序的廢品可以作為下一工序調(diào)試時的試驗品，這是常用的減少損失的方法。

2.首件試切的方法及操作流程

首件試切的過程就是機(jī)床調(diào)試的過程，機(jī)床調(diào)試得好，不僅可以保證產(chǎn)品加工質(zhì)量的穩(wěn)定，也可以大幅度提高生產(chǎn)效率。在大批量生產(chǎn)中，因為產(chǎn)品數(shù)量大，不可避免會出現(xiàn)廢品，只要符合廢品率的要求就可以。但在實際生產(chǎn)中，有時會遇到諸如模具、夾具等單件小批量生產(chǎn)的零件，零件只有一個或幾個，并且這類零件的材料較貴，在加工過程中不允許出現(xiàn)差錯，產(chǎn)品的合格率要達(dá)到100%，一旦加工成廢品，損失巨大。

另外在數(shù)控競賽中，特別是在市級競賽中，由于承辦單位一般為職業(yè)院校，職業(yè)院校在發(fā)展的過程中，數(shù)控設(shè)備的購買大多是根據(jù)學(xué)校的發(fā)展情況，分年度分批次購買，這就導(dǎo)致競賽時使用設(shè)備的型號、新舊程度及加工精度參差不齊，在這種情況下就特別考驗選手的水平。筆者對數(shù)控競賽、實際生產(chǎn)及實訓(xùn)教學(xué)的加工過程進(jìn)行了總結(jié)，形成了適用于競賽，單件生產(chǎn)及實訓(xùn)教學(xué)的首件試切的方法（如右圖），具體以數(shù)控車床為例介紹如下：

數(shù)控車床加工中首件試切的方法及操作流程如右圖所示。這個流程圖表示的就是進(jìn)行數(shù)控競賽、數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)及批量生產(chǎn)調(diào)試機(jī)床的流程，下面對首件試切的方法及圖中所示的操作流程進(jìn)行具體闡述：

2.1.開機(jī)

按機(jī)床操作要求進(jìn)行“開”操作。數(shù)控機(jī)床開機(jī)時先開啟數(shù)控機(jī)床總開關(guān)，在“急停按鈕”處于按下狀態(tài)下，開啟數(shù)控系統(tǒng)。

2.2.回參考點(diǎn)

按機(jī)床操作要求進(jìn)行“回參考點(diǎn)”操作。

2.3.輸入程序

將編寫的零件加工程序輸入機(jī)床，競賽中可能會使用“程序傳輸”或U盤拷貝功能。

2.4.程序校驗

利用機(jī)床的“程序校驗”功能對零件加工程序進(jìn)行校驗，程序校驗可以發(fā)現(xiàn)程序中的語法錯誤、輸入錯誤及編寫錯誤，避免直接加工造成重大損失。

2.5.對刀

按機(jī)床的操作方法完成對刀，當(dāng)需要使用多把刀具加工時，每一把刀具都需對刀。

2.6.改磨耗留余量

這一步驟是筆者所使用方法的核心，原則上將工件的數(shù)控加工程序輸入機(jī)床校驗無誤，對刀完成后就可以進(jìn)行加工了，但程序中的尺寸錯誤和對刀誤差都會導(dǎo)致零件尺寸超差。對于軸來說，如果零件加工的實際尺寸比圖紙尺寸大，還有補(bǔ)救的余地；如果加工的比圖紙尺寸小，工件就成了廢品，這一方法的思路就是不讓工件加工尺寸小于圖紙尺寸。具體的操作是：先修改“刀具磨耗”值（數(shù)控機(jī)床均有此功能，只是不同機(jī)床的操作方法不同），目的是使加工出的工件尺寸比圖紙要求稍大一些（內(nèi)孔加工時要稍小一些），稱為先留余量。余量一般留程序編制時的精加工余量。

2.7.加工

按機(jī)床操作要求對零件進(jìn)行自動加工，需要注意的是，在有多把刀具的加工過程中，每一把刀具的加工均要試切，也就是說，1號刀具加工完成后，其余刀具暫停加工，待第一把刀具調(diào)試好后再進(jìn)行后續(xù)工作。

2.8.在機(jī)測量

主軸停轉(zhuǎn)，零件不卸，在機(jī)床上對零件各尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

2.9.改磨耗

根據(jù)所測量零件的尺寸，修改“刀具磨耗”值，一般是尺寸比圖紙尺寸大多少，磨耗值就減多少，小多少就加多少。如試切加工時外圓尺寸大了0.9mm，就在刀偏表的相應(yīng)磨耗值中減去0.9 mm。

2.10.再次加工

跳過粗加工程序，再次運(yùn)行精加工程序，此時機(jī)床會在剛才加工的基礎(chǔ)上將工件直徑再車削去除0.9mm，再運(yùn)行一遍精加工程序。

2.11.卸工件及交檢

由于進(jìn)行了精確的測量及“刀具磨耗”值的修正，再次精加工后，工件便達(dá)到了圖紙要求，加工完成后（主軸已停轉(zhuǎn)）在機(jī)床上測量工件，合格后方可卸下工件交給質(zhì)檢員進(jìn)行檢測。

對于其它刀具的調(diào)試需重復(fù)六至十步的操作流程。

3.首件試切的其他方法

首件試切其他方法的使用中，也可以在對刀完成后不修改“刀具磨耗”值，而是在粗加工完成后（即精加工前將機(jī)床停下）測量精加工余量是否符合圖紙尺寸要求，若符合要求則進(jìn)行精加工，若不符合要求則修改“刀具磨耗”值，然后進(jìn)行精加工。這種方法雖然少了一次精加工，看似節(jié)約了時間，但由于機(jī)床機(jī)械間隙及刀具等因素的影響，往往存在一定的誤差，沒有兩次精車穩(wěn)妥。

4.結(jié)語

零件加工程序在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行模擬仿真或程序校驗，通過了則只能說明加工程序的語法、格式、結(jié)構(gòu)沒有問題。只有首件試切成功，通過了精度檢驗才能真正說明加工程序沒有問題。所以，首件試切成功是檢驗加工程序正確與否的依據(jù)，首件試切也是數(shù)控加工過程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它為節(jié)約成本、降低損失、提高效率起到了至關(guān)重要的作用。

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