劉靖卿

摘 要：在數(shù)控車床上加工零件，尺寸精度要求較高，一般公差范圍在0.02mm以內(nèi)，稍有不慎就會(huì)使工件報(bào)廢。因此，如何有效地保證被加工零件的尺寸精度就顯得尤為重要。而下在我們?cè)跀?shù)控車床加工軸類零件控制外圓輪廓尺寸控制精度時(shí)，一方面要對(duì)刀精確，另一方面還要考慮機(jī)床、工件、刀具的變形、受熱、刀具的角度等因素。經(jīng)過(guò)我多年教學(xué)及加工過(guò)程中的思考和總結(jié)，在數(shù)控車床加工軸類零件時(shí)可以通過(guò)修改刀補(bǔ)、修改程序及百分表校正機(jī)床的方法控制零件外圓輪廓尺寸。

關(guān)鍵詞：外圓輪廓；零件加工；尺寸精度；控制方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.039

我們?cè)跀?shù)控車床上加工回轉(zhuǎn)類零件往往會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，特別是保證零件尺寸精度方面的問(wèn)題尤為突出，因?yàn)樗浑S操作人員的意愿而改變，常常是與我們反其道而行之。在理論教學(xué)中，很多教材都認(rèn)為只要對(duì)刀精確，加工出的零件尺寸就應(yīng)該是準(zhǔn)確的，而實(shí)際上這樣加工的零件尺寸很難達(dá)到零件圖紙的要求，主要是因?yàn)槔碚摻滩闹袥]有考慮機(jī)床、工件、刀具的變形、受熱、刀具的角度等因素對(duì)加工尺寸的影響。那么，我們?cè)诩庸ぶ腥绾握业皆斐闪慵叽缇瘸畹脑蛞约安扇⌒兄行У膽?yīng)對(duì)措施成為當(dāng)前迫在眉睫的重要使命。下面我將從多年的教學(xué)實(shí)踐、加工操作經(jīng)驗(yàn)、機(jī)床設(shè)備、操作者人為因素等方面進(jìn)行剖析，總結(jié)出了一些在在數(shù)控車加工中保證零件尺寸精度的幾點(diǎn)方法和大家共同探討。

1 造成零件尺寸精度超差的原因

1.1 機(jī)床、工件、刀具的變形、受熱、刀具的角度等因素

由于數(shù)控加工大多是高速旋轉(zhuǎn)加工，刀具切削速度比較大，特別是在加工螺紋時(shí)，螺紋刀到達(dá)終點(diǎn)時(shí)需立刻停止并反向快速移動(dòng)回到螺紋加工起點(diǎn)，這些情況都會(huì)使車床產(chǎn)生不同程度的抖動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間下去就會(huì)使車床的切削精度受到影響，特別是車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線與機(jī)床溜板箱沿車床導(dǎo)軌移動(dòng)的平行度產(chǎn)生超差，從而使被加工的圓柱面出現(xiàn)正錐或倒錐，造成工件不合格。

1.2 操作者操作方法

絕大多數(shù)操作者都會(huì)在刀具安裝完畢、程序編輯完檢查無(wú)誤后就開始對(duì)刀，對(duì)完刀，設(shè)置刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后開始加工。然而，這樣很容易使被加工出來(lái)的工件測(cè)量尺寸偏大、偏?。换蛘吖ぜ耐粋€(gè)外圓尺寸，特別是長(zhǎng)度較長(zhǎng)的外圓一端大、一端??；或者不同外圓直徑的有的尺寸合格，有的尺寸已超差，使零件不合格。

2 解決零件尺寸精度超差的有效方法

2.1 修改刀補(bǔ)法

2.1.1 一次刀補(bǔ)法

對(duì)于加工精度要求不高，加工余量少，粗精加工的切削深度相差不大，冷卻充分，機(jī)床、刀具工件剛性較好的情況下，采用一次刀補(bǔ)法控制零件外圓尺寸。具體操作：粗加工結(jié)束后停車測(cè)量工件，在刀補(bǔ)中輸入需要補(bǔ)償?shù)臄?shù)值，輸入值=理想值-實(shí)際測(cè)量值（理想值=零件圖紙尺寸+精加工余量）。例如：直徑50毫米的外圓粗加工結(jié)束后理想值應(yīng)為50.3mm（以精加工余量為0.3mm為例），假如測(cè)量值為50.34mm，那么輸入值=50.3mm -50.34mm =-0.04mm，則需要在刀補(bǔ)中輸入-0.04，再進(jìn)行精加工，達(dá)到尺寸要求。

2.1.2 兩次刀補(bǔ)法

對(duì)于加工精度要求較高，切削余量較大，機(jī)床、刀具和工件的剛性不好，粗精車產(chǎn)生的切削力相差較大的情況下，采用兩次修改刀補(bǔ)的方法。通過(guò)第一次修改刀補(bǔ)，消除由于粗加工切深較大而引起的變形，從而保證第二次精加工的尺寸。具體操作：在粗加工結(jié)束后停車，直接在刀補(bǔ)中輸入0.3（以精加工余量0.3 mm為例，要求對(duì)刀誤差不大于0.1mm），進(jìn)行精加工，精加工結(jié)束后停車測(cè)量，并在刀補(bǔ)中輸入需要補(bǔ)償?shù)臄?shù)值，輸入值=零件圖紙尺寸-實(shí)際測(cè)量值。以外圓直徑為50mm為例，第一次精加工結(jié)束后直徑50mm處的理想值應(yīng)為50.3mm），此時(shí)如測(cè)量值為50.2mm，說(shuō)明此時(shí)誤差0.1mm，需輸入50-50.2=-0.2，然后再進(jìn)行精加工，達(dá)到尺寸要求。

2.2 修改程序法

在實(shí)際的加工中，由于機(jī)床的緣故，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零件前后部分外圓尺寸不一致的現(xiàn)象，且工件越長(zhǎng)現(xiàn)象越明顯，此時(shí)可以采用一次刀補(bǔ)法結(jié)合修改程序的方法來(lái)保證零件的加工尺寸。 具體操作：粗加工結(jié)束后停車，直接在刀補(bǔ)中輸入0.3（以精加工余量0.3mm為例，要求對(duì)刀誤差不大于0.1mm），進(jìn)行精加工，精加工結(jié)束后停車測(cè)量，根據(jù)實(shí)際測(cè)量尺寸修改程序中各部分相應(yīng)的數(shù)值，輸入值=程序原值+（零件圖紙尺寸-實(shí)際測(cè)量值）。以外圓直徑為55mm和50mm為例，第一次精加工后測(cè)量外圓直徑為55.28mm和50.34mm，此時(shí)采用修改刀補(bǔ)法則不能達(dá)到要求，我們可以在程序中將基本尺寸55mm和50mm修改成54.72mm和49.66mm（以理想尺寸為55mm和50mm為例）進(jìn)行第二次精加工，達(dá)到尺寸要求。

2.3 百分表校正法

對(duì)影響工件尺寸較大的車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線與機(jī)床溜板箱沿車床導(dǎo)軌移動(dòng)的平行度問(wèn)題可用以下方法進(jìn)行校正：在三爪卡盤上裝夾一顆φ60的45#鋼棒料，伸出長(zhǎng)度為180mm，用80°外圓車刀車完端面，然后在直徑方向進(jìn)刀1mm加工外圓至長(zhǎng)度175mm，將百分表表座吸在刀架上，百分表針尖與已加工外圓表面水平接觸，在手動(dòng)方式下由左向右沿Z方向移動(dòng)，看百分表數(shù)值變化，然后打開機(jī)床主軸箱的防護(hù)罩，用扳手輕輕松動(dòng)位于主軸箱四個(gè)角與機(jī)床導(dǎo)軌的連接螺釘，然后用木頭輕輕敲擊主軸箱的箱頭或箱尾，并觀察百分表的數(shù)值變化情況。此時(shí)百分表讀數(shù)應(yīng)為：未敲擊主軸箱的箱尾時(shí)百分表數(shù)值A(chǔ)+（被加工外圓左端的數(shù)值B-被加工外圓右端數(shù)值C所得值的一半），即敲擊主軸箱的箱尾后百分表讀數(shù)= A+（B-C）。以此方法反復(fù)校正，直至達(dá)到機(jī)床所要求的精度時(shí)，鎖緊主軸箱與機(jī)床導(dǎo)軌的連接螺釘即可。

3 體會(huì)和感受

通過(guò)本人多年理論教學(xué)研究及多次加工實(shí)踐證明，用上述的三種方法在數(shù)控車加工中比較容易控制零件外圓的尺寸，達(dá)到圖紙的要求。在我從事理論及實(shí)踐教學(xué)工作過(guò)程中，會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，特別是許多不可控因素引起的。但是，如果我們善于思考，善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，善于研究，終會(huì)找到解決問(wèn)題的辦法。

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