鐘 健
(廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530007)
隨著我國由制造大國到制造強(qiáng)國的發(fā)展,其中數(shù)控制造技術(shù)起到舉足輕重的作用,數(shù)控機(jī)床加工精度的有效控制則是重中之重。緊接下來具體來談?wù)勗趺床拍苡行Э刂坪脭?shù)控機(jī)床加工精度。
使用不同類型數(shù)控機(jī)床影響其加工精度的因素就不同,如數(shù)控車床和數(shù)控銑床。由于數(shù)控車床加工過程中每把刀具的刀尖高度很難與機(jī)床的中心高對齊,主要原因有:每臺機(jī)床的中心高或多或少都存誤差,每把刀具的刀尖高度也不一致,所以通常采用了多種厚度的墊片來調(diào)整。也正由于多個(gè)墊片的存在,當(dāng)夾緊刀具的力度不同時(shí),刀具刀尖的高度也會發(fā)生變化,所以說數(shù)控車裝刀人為因素影響很大。而數(shù)控銑床(加工中心)的刀具只要刀具本身沒問題裝上主軸刀具中心就固定了,不存在過多的人為因素。
在數(shù)控車床加工過程中,如果存在刀具的刀尖高度與機(jī)床中心高不對齊,就會出現(xiàn)這些情況:一是刀具偏高或偏低,當(dāng)加工外輪廓尺寸時(shí),實(shí)際切除量比名義切除量少;二是刀具偏高或偏低,當(dāng)加工內(nèi)輪廓尺寸時(shí),實(shí)際切除量比名義切除量大;三是刀具偏高或偏低,當(dāng)加工非圓柱面的輪廓曲線時(shí),加工出來的母線不是你所要編程加工的目標(biāo)母線,如加工圓錐面時(shí),由于刀尖不過圓心線所加工出來的就是拋物線。所以,在車削加工非圓柱面的輪廓曲線時(shí),一定要刀尖對到中心高,避免產(chǎn)生形狀誤差。
在數(shù)控銑床(加工中心)的加工過程中,控制尺寸精度的方式與數(shù)控車床也有所不同。理論上也按照粗加工——半精加工——精加工進(jìn)行。例如:加工一個(gè)長寬均為50 mm正方型,高為10 mm凸臺,用Φ12的立銑刀。通過刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行控制尺寸,如在半徑補(bǔ)償值給6.3進(jìn)行粗加工,那么理論上粗加工后尺寸應(yīng)該有50.6即0.6的余量,但是實(shí)際測量出來的尺寸是比50.6大或小,假設(shè)粗加工后測量的實(shí)際尺寸為50.65,那么第二步半精加工,半徑補(bǔ)償值給6.1進(jìn)行半精加工,假設(shè)半精加工后測量的實(shí)際尺寸為50.23,那么第三步精加工的刀補(bǔ)是多少呢?首先要計(jì)算出名義切除量與實(shí)際切除量的關(guān)系,0.2∶(50.65-50.23)/2 即 1∶1.05,現(xiàn)在取 50 中間值即為 49.985,由于精加工的切除為(50.23-49.985)/2=0.1225,那么精加工的刀補(bǔ)是=(1×0.1225)/1.05=0.117,最后精加工半徑補(bǔ)償值為6.1-0.117=5.983。但是實(shí)際加工應(yīng)用中這種做法,精加工過后很難保證其尺寸就落在公差帶范圍內(nèi)。
那么,怎么能夠很好解決這問題呢?就是在第二次半精加工的時(shí)候,不再測量第一次粗加工后,保持第一次粗加工切削參數(shù)空切一趟,由于這趟空切刀具負(fù)載很小,就不容易產(chǎn)生象圖1那樣由于讓刀而導(dǎo)致錐度,而且能夠把第一次粗加工后產(chǎn)生的錐度修正。錐度消除了,也就是說兩個(gè)測量面平行了,測量就容易準(zhǔn)確了,不再造成導(dǎo)致下步精加工誤差。在這個(gè)案例里空切后,實(shí)際測出來的尺寸不會就是50.6,也許比50.6大,或許比50.6小。如果實(shí)際測出來的尺寸50.58,可以理解為現(xiàn)在使用的刀具直徑比公稱尺寸大了0.02;如果實(shí)際測出來的尺寸50.62,可以理解為現(xiàn)在使用的刀具直徑比公稱尺寸小了0.02。
第一步粗加工刀具半徑補(bǔ)償值給6.2,第二步半精加工直接空切完成后,測量假如實(shí)測值為50.38,那么現(xiàn)在使用的刀具直徑比公稱尺寸大了0.02?,F(xiàn)在要加工零件尺寸50中間值即為49.985,名義切除量與實(shí)際切除量的關(guān)系 1∶1.02,由于精加工的切除為(50.38-49.985)/2=0.1975,那么精加工的刀補(bǔ)是=(1×0.1975)/1.02=0.1936,最后精加工半徑補(bǔ)償值為6.2-0.1936=6.006。精加工過后其尺寸能保證落在公差帶范圍內(nèi)。
總之,怎么有效控制數(shù)控機(jī)床加工精度是要經(jīng)過長期的加工和實(shí)戰(zhàn)探討出來的,能做到事半功倍,提高加工速度和生產(chǎn)效率,也為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品的競爭力。這種方法也得到同行們的欣賞和贊許,目前也廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和技能大賽中。