上官建林　王曉侃

摘 要：目前，數(shù)控機(jī)床不管是在職業(yè)院校還是在機(jī)械加工相關(guān)企業(yè)應(yīng)用的越來(lái)越多。文章針對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中工件的質(zhì)量控制列舉了幾種思路，希望能對(duì)在校的職業(yè)院校的學(xué)生以及企業(yè)一線工人有所幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控加工；精度控制

引言

數(shù)控機(jī)床是一種高技術(shù)、高精度、高效率的現(xiàn)代化加工設(shè)備，數(shù)控加工技術(shù)也變成現(xiàn)代化機(jī)械加工的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用數(shù)控機(jī)床可以提高機(jī)床加工效率，但確保產(chǎn)品質(zhì)量也是生產(chǎn)所必需的[1]。數(shù)控加工過(guò)程中也會(huì)因?yàn)榉N種因素導(dǎo)致工件報(bào)廢，增加成本。因此，對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中工件的精度控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 影響數(shù)控加工工件精度的因素

數(shù)控機(jī)床加工精度的評(píng)定指標(biāo)有尺寸精度、形狀精度和位置精度。在數(shù)控加工過(guò)程中，影響工件加工精度的因素很多，主要有：（1）數(shù)控機(jī)床本身產(chǎn)生的誤差；（2）工件的裝夾，包括刀具和夾具等產(chǎn)生的誤差；（3）程序編制過(guò)程中造成的誤差。針對(duì)以上三種情況產(chǎn)生的精度誤差，在一定程度上是不可避免的；即使通過(guò)的相關(guān)技術(shù)改進(jìn)及正確合理的操作方法，也只能減小誤差，并不能消除誤差。所以只能在執(zhí)行工件加工之前，通過(guò)相關(guān)參數(shù)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的精度控制。

2 數(shù)控車削加工精度控制[2]

2.1 工件的合理裝夾

合理的選擇工件裝夾方式：（1）一般軸類零件用三爪自定心卡盤直接裝夾；（2）稍長(zhǎng)軸，采用掉頭加工對(duì)于；（3）細(xì)長(zhǎng)軸零件在車削時(shí)采用“一夾一頂”方法裝夾，另外，在中間可以安裝中心架或跟刀架；（4）車薄壁工件時(shí)隔時(shí)為了防止徑向夾緊力引起工件變形，可以采用軸向夾緊，開口環(huán)過(guò)渡夾緊或用軟爪夾緊的方法，另外還可在一端預(yù)先留較厚的工藝凸緣。

由于該臺(tái)階軸總長(zhǎng)只有65mm，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，直接采有三爪卡盤夾緊就可以滿足加工要求。

2.2 靈活運(yùn)用“刀尖圓弧半徑補(bǔ)償”

該功能對(duì)于軸類零件圓弧表面的加工精度的保證十分有效，大大減小了工藝系統(tǒng)誤差，帶有圓弧半徑的刀尖（即便沒有，刀具有切削過(guò)程中也會(huì)因磨損而自然生成），其刀尖點(diǎn)為一個(gè)空間的一個(gè)虛點(diǎn)，數(shù)控編程時(shí)是以這個(gè)虛點(diǎn)來(lái)編程的，而實(shí)際切削圓弧表面時(shí)（對(duì)圓柱外圓表面和端面尺寸無(wú)影響），刀具實(shí)際切削點(diǎn)為刀尖圓弧上各實(shí)際分布點(diǎn)，必然會(huì)造成一邊過(guò)切，而另一邊少切現(xiàn)象，而遇有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能（即G41、G42和G40），能夠進(jìn)行運(yùn)算，始終保證當(dāng)前刀尖點(diǎn)是刀具圓弧與理論外圓輪廓的切點(diǎn)。此功能在數(shù)控車床上運(yùn)用時(shí)簡(jiǎn)單有效，十分重要。

2.3 刀具“磨損”的合理運(yùn)用

不管是成批大量生產(chǎn)還是單位小批量生產(chǎn)，數(shù)控車床加工工件時(shí)須有一個(gè)加工試件的過(guò)程，如何快速而準(zhǔn)確地保證加工尺寸精度，現(xiàn)在數(shù)控車床系統(tǒng)中增設(shè)了刀具的補(bǔ)償功能，能夠有效地實(shí)現(xiàn)工件尺寸的快速調(diào)整。如圖2所示，在執(zhí)行工件加工之前，在X磨損那一列對(duì)應(yīng)的刀號(hào)設(shè)置正磨損值，如：+1、+0.5等。這樣就能保證加工出來(lái)的工件直徑值會(huì)比原來(lái)的直徑值大一點(diǎn)，那么在測(cè)量完實(shí)際的加工尺寸后，根據(jù)工件的實(shí)際尺寸再次設(shè)定X磨損值進(jìn)行再次加工，這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)多次加工來(lái)保證工件的加工尺寸；防止因?yàn)槠渌蛩貙?dǎo)致工件的直徑值小于要求的尺寸而出現(xiàn)工件報(bào)廢。

3 數(shù)控銑削加工精度控制[3]

以數(shù)控銑削外輪廓加工為例：如圖3所示，加工100×100工件。以邊長(zhǎng)100為精度測(cè)量對(duì)象。

3.1 工件的合理裝夾

合理的選擇工件裝夾方式：（1）對(duì)一般零件進(jìn)行輪廓加工或平面加工時(shí)，可選用平品虎鉗或三爪卡盤直接裝夾；（2）對(duì)于不能用平口虎鉗和三爪卡盤直接裝夾的典型零件，必須要注意采取合理的裝夾方式；必要時(shí)，可制定專用夾具來(lái)進(jìn)行裝夾；文中零件毛坯為一正方體，可直接采有平品虎鉗夾緊就行。

3.2 靈活運(yùn)用“刀具半徑補(bǔ)償”設(shè)定

數(shù)控控床在外輪廓銑削時(shí)，由于銑刀的刀位點(diǎn)在刀具的中心，和切削刃不一致，為了保證銑削出的輪廓符合要求，編程時(shí)必須在圖紙要求的輪廓基礎(chǔ)上，整個(gè)周邊向外或向內(nèi)預(yù)先偏離一個(gè)刀具半徑值，這就是刀具半徑補(bǔ)償。一般情況下，刀具半徑補(bǔ)償值為刀具的半徑值。但是，刀具在使用過(guò)程中都會(huì)有磨損以及其他因素都會(huì)影響工件的加工精度，如果按正常情況設(shè)置刀補(bǔ)，加工的工件肯定會(huì)報(bào)廢。為了保證工件尺寸在精度范圍之內(nèi)，在設(shè)置刀補(bǔ)值時(shí)，如圖3所示，使D0>D，D0是實(shí)際設(shè)定刀補(bǔ)值，D是刀具半徑（理論刀補(bǔ)值）。這樣，在工件加工結(jié)束之后，測(cè)量工件加工后的尺寸，再根據(jù)測(cè)得的尺寸，修改刀補(bǔ)值，再重新加工，如此反復(fù)，多次修改刀補(bǔ)值，多次加工工件從而保證工件的加工尺寸在精度范圍之內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素很多，只要在這些互相影響的因素中找到其規(guī)律與共性，把握和利用好，就能更好地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特性，提高零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。希望文章能夠?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工工作提供一些借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]韋靖，馬柯，南博儒.數(shù)控加工過(guò)程質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究[J].現(xiàn)代制造工程，2014（6）：58-63.

[2]伏彩建.數(shù)控車床加工質(zhì)量控制問(wèn)題探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014（8）：366-366.

[3]顧曄，樓章華.數(shù)控加工編程與操作[M].北京：人民郵電出版社，2014（8）：92-96.

作者簡(jiǎn)介：上官建林（1975-），男，河南澠池人，講師，碩士，研究方向：數(shù)控。