數(shù)控車削加工過程中直線尺寸精度控制

梁方波

摘 要：主要對(duì)數(shù)控車削加工過程中直線尺寸的精度控制展開了探討，并給出了一些直線尺寸精度控制的方法，以期能為相關(guān)人員提供有益的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車削；直線尺寸；精度控制；數(shù)控編程技術(shù)

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.075

數(shù)控編程技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械制造中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其精度的控制直接影響著數(shù)控車削加工的效率。因此，如何有效地應(yīng)用數(shù)控編程技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)直線尺寸的精度控制，成為了相應(yīng)工作人員需要解決的問題?；诖耍疚木蛿?shù)控車削加工過程中直線尺寸的精度控制進(jìn)行了探討。

1 直線尺寸精度控制方法

1.1 一次精車法

將只經(jīng)過一次精加工便可使加工精度達(dá)到預(yù)期效果的方法稱為精車法。

圖1所示為廣州數(shù)控車床GSK980T車削的直徑為φ44的外圓軸類零件。在機(jī)床刀具偏置磨損零件時(shí)，應(yīng)預(yù)留0.5的加工余量，以便在粗車后對(duì)其進(jìn)行精加工。與對(duì)稱偏差不同，尺寸偏差應(yīng)該選取中值尺寸43.988編寫輪廓程序。在經(jīng)過較為理想的粗加工后，零件的尺寸可以達(dá)到44.488.工件尺寸的測(cè)量要等粗車完畢，并且主軸已不再旋轉(zhuǎn)后方可進(jìn)行。經(jīng)過測(cè)量，零件直徑方向的尺寸要比預(yù)先設(shè)置的尺寸44.488偏大。這時(shí)，可重置機(jī)床刀具偏置磨損表中的數(shù)據(jù)，然后再次進(jìn)行精車。

由于主軸經(jīng)常改變轉(zhuǎn)速，所以使用一次精車法容易產(chǎn)生誤差，精度也不是很高，只適用于打磨允許出現(xiàn)較大誤差的零件。與精加工相比，粗加工的轉(zhuǎn)速要慢得多。如果把粗車的打磨速度提升到精車的水平，那么其刀具的受力情況會(huì)發(fā)生較大改變。相對(duì)的，加工精度也很難得到控制。

1.2 二次精車法

與一次精車法不同，二次精車法是為了確保零件尺寸的精確度，而對(duì)零件進(jìn)行兩次精加工。二次精車法一般要經(jīng)過粗車、一次精車程序，之后經(jīng)過測(cè)量，改變?cè)瓉淼牡毒咂媚p數(shù)據(jù)，再進(jìn)行二次精車。此方法要確保預(yù)留的一次精車和二次精車的加工余量差別不大，以保證刀具受力情況相對(duì)均勻，從而穩(wěn)定零件的加工情況，避免出現(xiàn)較大誤差。與此同時(shí)，粗車前、一次精車和二次精車設(shè)置的加工余量也不能有較大差距，以確保加工精度。在設(shè)置加工余量時(shí)，要確保車內(nèi)孔時(shí)的加工余量數(shù)值是負(fù)數(shù)，車外圓時(shí)的加工余量數(shù)值是正數(shù)。如果在加工過程中需對(duì)零件的尺寸進(jìn)行測(cè)量，則用M00暫停加工程序即可。在對(duì)尺寸進(jìn)行控制時(shí)，需采用中值尺寸，而非極限尺寸。

采用二次精車法加工工件時(shí)，為了確保加工精度，需要注意工件要求的加工尺寸和實(shí)際測(cè)量結(jié)果，再通過二者的差值來改變刀具偏置磨損表中的數(shù)據(jù)。如圖2所示，當(dāng)工件需要加工的部分是錐度時(shí)，要想有效地控制工件的尺寸，就需要求得較大一端和較小一端的尺寸。

如圖3所示，如果工件中含有外圓輪廓，且各個(gè)輪廓間要求的公差不同，為了有效控制精度，就要對(duì)加工程序進(jìn)行適當(dāng)修改，運(yùn)用較為一致的刀具半徑補(bǔ)償值。同時(shí)，編寫程序時(shí)，要取工件中各外圓輪廓的中值尺寸，而非輪廓尺寸。在測(cè)量外圓輪廓的尺寸時(shí)，應(yīng)該以尺寸較多的外圓輪廓為準(zhǔn)，改變刀具偏置磨損的數(shù)值，使外圓輪廓尺寸符合要求。以圖中φ24尺寸與φ28尺寸為例，在程序編寫中，涉及到二者的中值尺寸就需要計(jì)算φ24尺寸與φ28尺寸的差值，同時(shí)加上φ24的尺寸。如果要批量生產(chǎn)零件，那么只需在前兩件零件的制作過程中適當(dāng)調(diào)整程序即可。二次精車法雖然在操作上相對(duì)煩瑣，但是能夠提高零件加工制作的精度，也適用于高精度和相對(duì)精密零件的加工中。

注意事項(xiàng)：在零件加工過程中，不僅要考慮到零件尺寸的精確度，也要充分考慮其表面的粗糙度。當(dāng)零件的加工余量達(dá)到0.3時(shí)，為了達(dá)到零件要求的表面粗糙度，需要考慮自磨刀的切削參數(shù)是否需要調(diào)整；當(dāng)零件的加工余量達(dá)到0.1或0.2時(shí)，為了達(dá)到零件要求的表面粗糙度，需要考慮機(jī)夾刀的切削參數(shù)是否需要調(diào)整。自磨刀的刀尖半徑較小，其圓弧半徑可忽略不計(jì)，因此，只能用自磨刀進(jìn)行零件的粗加工。而機(jī)夾刀可用于精加工，因?yàn)橐阎涞都鈭A弧半徑。為了充分發(fā)揮刀具半徑補(bǔ)償值的作用，可以在程序里添加G41/G42和D01等指令。

1.3 長(zhǎng)度和尺寸精度的控制

對(duì)刀操作和預(yù)留加工余量這兩種控制方法主要是針對(duì)對(duì)零件長(zhǎng)度和尺寸精度有較高要求的零件提出的。對(duì)刀操作對(duì)準(zhǔn)確性的要求非常嚴(yán)格，一般要求精確到0.01 mm。控制零件的長(zhǎng)度，以使其達(dá)到精度要求，只需第一把刀具即可，其余刀具則負(fù)責(zé)相應(yīng)的粗加工和精加工。例如，在加工凹槽時(shí)，需用切槽刀，并且在操作時(shí)，要在凹槽的左右兩面預(yù)留加工余量。在精加工之前，需對(duì)經(jīng)過粗加工后的零件尺寸進(jìn)行測(cè)量，并調(diào)整程序。在加工制作零件前，要注意仔細(xì)安裝刀具，以免使加工精度受到影響。在進(jìn)行第一把刀的對(duì)刀時(shí)，可以采用刀尖與頂尖中心對(duì)準(zhǔn)的方法，也可以試切，直至刀具恰好切削到相應(yīng)零件的中心位置，還可以把第一把刀具作為基準(zhǔn)刀，將第二把與第三把刀具調(diào)到與其等高即可。而進(jìn)行切斷刀的對(duì)刀時(shí)，切斷刀的刀尖高度不能超過工件中心，以免造成失誤；而螺紋刀的對(duì)刀情況剛好與切斷刀相反。由于在零件加工過程中螺紋刀會(huì)受到擠壓，導(dǎo)致刀尖向下移動(dòng)，因此，提高刀尖的高度可以有效補(bǔ)償?shù)都獾南乱屏俊?/p>

2 結(jié)束語

總之，數(shù)控編程技術(shù)已廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè)中，也在現(xiàn)代機(jī)械制造中起著不可替代的作用。為了使其獲得更進(jìn)一步的發(fā)展，相關(guān)人員需要加強(qiáng)數(shù)控車削加工過程中對(duì)直線尺寸精度的控制，并熟練掌握數(shù)控編程技術(shù)，以達(dá)到進(jìn)一步推廣和使用數(shù)控編程技術(shù)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]李勁夫.數(shù)控車削加工中的工件尺寸精度控制方法[J].職業(yè)，2008（21）.

[2]寇錄峰，袁彥輝.數(shù)控車床加工過程中尺寸精度的控制[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2013（04）.

〔編輯：王霞〕