在數(shù)車實習(xí)教學(xué)中如何控制好工件尺寸

【摘 要】產(chǎn)品質(zhì)量是機(jī)械制造企業(yè)賴以發(fā)展和生存的基礎(chǔ)，因此如何確保產(chǎn)品的質(zhì)量相當(dāng)重要，它是企業(yè)生產(chǎn)和學(xué)生實習(xí)過程中不可忽略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文從實際出發(fā)，簡單闡述了數(shù)控車床實習(xí)教學(xué)中的有關(guān)工件尺寸控制方法。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床；實習(xí)教學(xué)；工件尺寸

隨著生產(chǎn)力的提高和我國經(jīng)濟(jì)的增長，截至目前我國已經(jīng)邁入世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國之列。作為一個制造大國，我國各大企業(yè)的零件生產(chǎn)都已擺脫了傳統(tǒng)單個生產(chǎn)模式，進(jìn)入了批量生產(chǎn)時代。在批量生產(chǎn)中，工件尺寸是否合理是保證工件質(zhì)量的關(guān)鍵，但是在實際加工中受到刀具磨損、測量誤差以及機(jī)床本身進(jìn)度等方面的限制，往往在工件加工中存在一定的尺寸誤差，給產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。實習(xí)教學(xué)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要環(huán)節(jié)，如何保證教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。文章就數(shù)控車床實習(xí)教學(xué)中的工件尺寸控制要點進(jìn)行探討。

1.數(shù)控車床實習(xí)教學(xué)中工件尺寸誤差產(chǎn)生原因

在日常的數(shù)控車削實訓(xùn)教學(xué)中，經(jīng)常會遇到工件尺寸出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象。經(jīng)過對這些誤差進(jìn)行分析，其產(chǎn)生原因主要包含以下幾個方面。

1.1刀尖圓弧半徑誤差

數(shù)控車床在銑削、車削、鉆削加工的時候，為了提高工件的質(zhì)量和表面精度，通常所選擇的刀具都會帶有一定的半徑刀尖圓弧，而這個圓弧的主要作用在于對錐面以及曲面在加工的時候產(chǎn)生影響，使得加工中發(fā)出切削力、鉆削力以及車削力，但是由于刀具刀尖圓弧一般不會對工件表面產(chǎn)生影響，因而經(jīng)常被人們忽視。在這種情況下，一旦機(jī)床在運(yùn)行中產(chǎn)生振動或者其他異常，必然造成工件表面精度誤差。

1.2編程誤差

隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用范圍的不斷廣泛，數(shù)控編程越來越受到業(yè)界重視，但是由于程序編寫本身的復(fù)雜和特殊，在編寫之中難免會出現(xiàn)錯誤。數(shù)控車床作為精密零件主要的加工設(shè)備，它往往都會在加工之前提出一個公差值，在程序編寫的時候根據(jù)這一公差值來在圖樣上給出合理的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)在編寫中一旦出現(xiàn)不合理，那么必然會讓整個加工工件產(chǎn)生移動，最終造成工件質(zhì)量下降，甚至達(dá)不到預(yù)計工作標(biāo)準(zhǔn)。

1.3材料誤差

材料誤差可謂是一個最難以預(yù)料的誤差，尤其是在近幾年，隨著各種先進(jìn)材料的不斷出現(xiàn)，機(jī)床工件在加工的時候所構(gòu)成工件也復(fù)雜多樣。這就是的數(shù)控機(jī)床在工件加工中必須要選擇一些輔助的材料，這些輔助材料包含冷卻液、防凍液等。如果在加工的工程中沒有使用冷卻液，那么加工的工件必然會因為溫度增高而讓自身材料發(fā)生變形，最終導(dǎo)致加工工件無法達(dá)到預(yù)計尺寸，造成加工產(chǎn)品報廢。而當(dāng)加工的時候使用冷卻液，但是卻沒有對冷卻溫度進(jìn)行有效的控制，那么工件的溫度在下降到一定的時候必然產(chǎn)生尺寸收縮，也會造成加工工件的不合格。

2.數(shù)控車床實習(xí)教學(xué)中工件尺寸誤差控制方法

在數(shù)控車床生產(chǎn)中，工件質(zhì)量的控制非常嚴(yán)格，它是保證生產(chǎn)效益和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果加工出的工件尺寸得不到有效的保障，那么整個加工產(chǎn)品也就是一塊廢鐵，毫無用處可言。因此，在數(shù)控機(jī)床實習(xí)教學(xué)中，我們要從多個不同的角度入手分析和研究，從根本上杜絕工件尺寸誤差的出現(xiàn)。在目前實訓(xùn)教學(xué)中，常見的數(shù)控車床加工工件尺寸誤差控制方法主要包含以下幾種方法：

2.1首件試切割

這種方法在目前的數(shù)控機(jī)床加工中較為常見，尤其是在批量工件加工生產(chǎn)中，通過對首件工件進(jìn)行加工和實驗，根據(jù)實際加工情況來及時的調(diào)整刀具距離或者改變加工程序，以確保下一個工件加工尺寸的精確。但是這種方法在使用中存在著一個很大的缺陷，那就是第一件加工的產(chǎn)品有極大的可能成為報廢品。

2.2粗加工后暫停測量

這種方法是在特定程序中進(jìn)行設(shè)定，在粗加工結(jié)束之后通過退刀、換刀的方式來改變加工進(jìn)度。一般來說，都是根據(jù)數(shù)控車床本身的加工要求編寫新的程序，由新程序發(fā)出相應(yīng)的加工指令，從而達(dá)到糾正加工誤差的目的。

2.3對刀后預(yù)加刀補(bǔ)

此方法是在對刀完畢準(zhǔn)備加工時，先在對應(yīng)刀號的X向刀補(bǔ)加入一個數(shù)值（車外圓加正值，車內(nèi)孔加負(fù)值），一般為1mm，然后開始加工。當(dāng)完成精車后，測量工件尺寸，這時根據(jù)測量尺寸與要求尺寸的差值調(diào)整刀補(bǔ)，然后重新運(yùn)行精加工程序。

3.如何最大限度的減小工件加工誤差

上述三種方法各有所長，第一種方法一般用于批量生產(chǎn)的首件試切，第二、三種方法一般用于單件加工。但是，在實際運(yùn)用中，多是將幾種方法結(jié)合起來使用，以便更好地保證工件尺寸。因此，在實習(xí)教學(xué)中，應(yīng)主要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用第二、三種方法控制尺寸。應(yīng)用第二種方法時，程序中，粗加工后應(yīng)編入退刀、停主軸、程序暫停等程序語句；在精加工前，編入刀具快速定位、換刀、主軸正轉(zhuǎn)等程序語句。

應(yīng)用此方法，如果仍不能精確控制精加工后的工件尺寸，其原因是粗加工最后一刀與精加工時所選用的切削用量不盡相同。切削用量選用的不同，對工件尺寸也會造成微小的誤差。為準(zhǔn)確控制工件尺寸，可選用第三種方法，或?qū)⒌诙N方法和第三種方法結(jié)合起來使用。使用第三種方法時，在精加工后停止程序，測量工件尺寸，根據(jù)差值調(diào)整相應(yīng)刀號的刀補(bǔ)值。然后再重新運(yùn)行程序，或只重新運(yùn)行精加工程序，如果只運(yùn)行精加工程序，要求精加工語句前有換刀和換速指令，將程序光標(biāo)放在換刀指令處開始加工。

應(yīng)用上述方法后，還有一種情況會出現(xiàn)尺寸誤差。就是同一把刀加工的兩個外圓或內(nèi)徑尺寸偏差不一致，也就是保證了一個尺寸公差，另一個則無法保證。由于是同一把刀加工出來的，無法通過調(diào)整刀補(bǔ)來解決，造成這種情況的原因有以下幾個方面：第一，車刀不對中心，或高或低；第二，車床存在機(jī)械間隙；第三，兩尺寸直徑相差較大，使用同一轉(zhuǎn)速造成線速度差別過大，也會影響加工尺寸。針對以上三點，車刀裝刀應(yīng)對準(zhǔn)工件中心，使用數(shù)車間隙補(bǔ)償功能，設(shè)法消除機(jī)械傳動間隙。在加工直徑相差較大的工件時可考慮使用恒線速功能進(jìn)行加工。如果還不能消除尺寸誤差，可以根據(jù)一個直徑尺寸來調(diào)整刀補(bǔ)，另一個直徑根據(jù)偏差來調(diào)整程序，例如兩個直徑尺寸“Φ20±0.03”和“Φ30±0.03”，加工后實測為“Φ20.1”和“Φ30.3”。這時可根據(jù)“Φ20.1”來調(diào)整刀補(bǔ)，然后將程序中的“Φ30”的指令尺寸“X30”改為“X29.8”，這樣就可保證尺寸公差。

4.結(jié)束語

以上是筆者在數(shù)車實習(xí)與生產(chǎn)中關(guān)于尺寸控制的一些體會與總結(jié)。通過以上這些方法的應(yīng)用，再多加訓(xùn)練和練習(xí)，學(xué)生們能夠較好地掌握尺寸控制的方法，加工出尺寸合格的工件。

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