范明明

（臺州技工學(xué)校，浙江 臺州 318000）

0 引言

浙江省單考單招職業(yè)技能操作考試機(jī)械類專業(yè)考試中，考生可以選擇數(shù)控車工、數(shù)控銑工、普通車工、鉗工4個工種中的1項進(jìn)行考試。數(shù)控車工項目的圖樣尺寸精度要求較高，尺寸公差等級、公差帶代號不一致，尤其是外圓尺寸較多，尺寸分?jǐn)?shù)占比大，因此想要取得高分，必須保證按要求完成外圓尺寸加工[1-2]。常規(guī)的按基本尺寸編程，再通過修改磨損來控制精度的方法無法滿足對精度控制的要求。因此本文針對外圓尺寸的控制，選擇采用了統(tǒng)一偏差編程（所有外圓根據(jù)偏差分布情況，選擇最容易計算的上偏差或下偏差進(jìn)行編程），加工過程中再根據(jù)實際測量尺寸與目標(biāo)尺寸（精加工完成后所要得到的最終尺寸，由于存在測量誤差，零件加工完成后受形變、溫度等條件的影響產(chǎn)生的尺寸誤差，不同檢測量具之間存在的檢測誤差等，因此目標(biāo)尺寸一般要求控制在上下偏差的中間值，即如圖1中的φ38±0.012 mm外圓，盡量控制目標(biāo)尺寸為φ38.00 mm）的偏差值，分次修改磨損的方式控制精度，而對于機(jī)床精度較差的情況下，需要再結(jié)合分次修改磨損后根據(jù)實際加工情況修改程序坐標(biāo)的方式進(jìn)行尺寸修正[3-4]。

圖1 外圓零件圖

1 圖樣工藝分析

圖2 新機(jī)床（左圖）及舊機(jī)床（右圖）

2 實驗驗證

2.1 常規(guī)的控制方式（使用精度好的新機(jī)床進(jìn)行加工實驗）

常規(guī)的加工方式是直接進(jìn)行編程后，修改磨損控制尺寸，圖1所示公差的零件不容易控制尺寸精度的加工情況如表1所示。

表1 常規(guī)方法機(jī)床精度較好的新機(jī)床的加工情況

b.測量各個外圓尺寸，控制精度，由于各個外圓的尺寸偏差范圍不一致，不能一次控制好所有的外圓尺寸。

c.加工成品零件（如圖3），零件的4個外圓不能一次加工到公差范圍內(nèi)。

圖3 新機(jī)床采用常規(guī)方法加工出的零件

2.2 統(tǒng)一偏差編程后修正余量控制精度控制方法（使用精度高的新機(jī)床及精度較差的舊機(jī)床分別進(jìn)行實驗）

編程的時候采用統(tǒng)一偏差編程（統(tǒng)一采用上偏差、下偏差或者中差來編程），根據(jù)圖1所示4個外圓尺寸的公差分布情況，基本尺寸加上上偏差更方便計算，該零件4個尺寸適合統(tǒng)一采用上偏差編程（如表2），編程時4個外圓分別使用坐標(biāo)X38.012、X33.025、X25.980、X18.000，這樣只需要計算φ26的外圓減去上偏差-0.020，得出X坐標(biāo)25.980，其他幾個外圓可以直接得出，方便計算[5-6]。

表2 統(tǒng)一上偏差編程尺寸

修改磨損操作步驟（使用精度好的新機(jī)床進(jìn)行實驗）：

a.采用統(tǒng)一偏差編程，將程序輸入機(jī)床，完成對刀操作，X磨損輸入“1”（即相當(dāng)于留余量1 mm），運(yùn)行外圓車削粗加工程序。

b.粗加工完成后測量所有外圓的尺寸，測得4個外圓的 實 際 尺 寸 為φ39.01 mm、φ34.02 mm、φ26.98 mm、φ19.0 mm，比目標(biāo)尺寸均大1.01 mm，半精加工及精加工余量一致能更好地控制尺寸精度,因此將余量1.01 mm平均分成兩次進(jìn)行加工，即半精加工車削0.5 mm余量，初始X磨損1減去0.5，得出半精加工的X磨損，在機(jī)床系統(tǒng)里修改X磨損，輸入“0.5”（如表3）。

表3 機(jī)床精度較好的新機(jī)床的加工情況

c.半精加工后測量所有外圓的尺寸，測得4個外圓的實際尺寸為φ38.51 mm、φ33.52 mm、φ26.48 mm、φ18.5 mm，比目標(biāo)尺寸均大0.51 mm，說明加工精度較好，可以直接進(jìn)行精加工，目前的X磨損0.5減去余量0.51，得出精加工的X磨損，在機(jī)床系統(tǒng)里修改X磨損，輸入“-0.01”。

d.精加工后測量尺寸（加工成品零件如圖4），確認(rèn)4個外圓能一次加工到公差范圍內(nèi)。

圖4 新機(jī)床采用新方法加工出的零件

修改磨損操作步驟（使用精度較差的舊機(jī)床進(jìn)行加工實驗）。

a.采用統(tǒng)一偏差編程，將程序輸入機(jī)床，完成對刀操作，X磨損輸入“1”（即相當(dāng)于留余量1 mm），運(yùn)行外圓車削粗加工程序。

c.第二次粗加工后測量尺寸，測得尺寸余量仍有少量不一致，通過同樣的方式再次修改坐標(biāo)（詳細(xì)數(shù)據(jù)如表4所示）。前面一次修改后基本可以達(dá)到精度，因此將剩余的余量0.71 mm平均分成兩次進(jìn)行半精加工及精加工，半精加工及精加工余量一致能更好地控制尺寸精度，即上一步的X磨損“0.7”減去0.35，得出半精加工的X磨損，在機(jī)床系統(tǒng)里修改X磨損，輸入“0.35”。

表4 機(jī)床精度較差的舊機(jī)床加工情況

d.半精加工后測量所有外圓的尺寸，測得4個外圓的實際尺寸為φ38.36 mm、φ33.37 mm、φ26.33 mm、φ18.35 mm，比目標(biāo)尺寸均大0.36 mm，說明修正后的加工精度較好，可以進(jìn)行精加工，目前的X磨損0.35減去余量0.36，得出精加工的X磨損，在機(jī)床系統(tǒng)里修改X磨損，輸入“-0.01”。

e.精加工后測量尺寸（加工成品零件如圖5），確認(rèn)4個外圓能一次加工到公差范圍內(nèi)。

圖5 舊機(jī)床采用新方法加工出的零件

3 結(jié)論

本文分別使用新、舊機(jī)床通過常規(guī)控制方法及使用統(tǒng)一偏差修正余量的兩種方法來控制尺寸精度，經(jīng)過實際加工后得出常規(guī)方法在精度高的新機(jī)床上也不易控制上下偏差不一致的尺寸精度。而通過統(tǒng)一偏差編程后，根據(jù)實際加工情況來調(diào)整程序及磨損，當(dāng)機(jī)床精度高且刀具、材料等都正常的情況下，通過修改磨損就可以保證多個不同公差帶、公差等級要求的尺寸精度。若機(jī)床精度低的情況下采用統(tǒng)一偏差編程后，通過多次修改磨損，結(jié)合每次修改磨損后加工的尺寸情況調(diào)整編程數(shù)值，使每個外圓的余量一致后進(jìn)行精加工，也可以很好地保證尺寸精度[7]。

表5 上下偏差不同的外圓尺寸加工效果對比