數控車床加工零件尺寸誤差原因及調整辦法

    在現代化制造業(yè)中數控機床占據著重要地位，它的先進程度及加工的產品尺寸精度直接決定著機械設備的使用性能，擁有高性能機械設備的制造業(yè)，可以大幅度提升國家總體經濟實力。數控車床是支撐起現代化制造業(yè)支撐柱中的一根，它擔負著大量設備零件的加工制造，零件尺寸精度的控制是我們技術人員要著重掌握的。我們從零件產生加工誤差的原因進行分析，研究如何解決并避免再次發(fā)生。數控車床主要加工回轉類零件，大部分零件主要構成要素有孔、外圓、槽、螺紋。下面我將從數控車床加工原理、數控車床加工誤差產生原因、誤差調整辦法這三個方面進行研究。

    1. 數控車床加工原理

    數控車床是利用 CNC 裝置控制刀架的移動和主軸旋轉將工件加工出來。在數控車床加工零件前，工藝人員需要分析圖紙編制加工工藝及程序，調試人員將程序輸入到數控車床控制系統(tǒng)中，經過操作人員調試，將工件加工出來。零件加工過程中，主軸帶動工件旋轉，伺服系統(tǒng)在數控裝置發(fā)出的指令控制下帶動刀具加工工件，操作人員進行零件尺寸檢測并利用補償功能修正尺寸。

    2.  零件加工產生誤差的原因

    數控機床在加工零件時，零件尺寸精度會受到機床剛性、工件變形、刀具磨損等因素的影響，在加工過程中我們要分析原因并予以解決。

    2.1  加工刀具磨損影響加工精度

    數控車床在加工零件時，刀具會有磨損過程。在加工外圓時，刀具磨損后外圓尺寸會增大，進而造成尺寸超差。在加工內孔過程中，刀具磨損后內孔尺寸會變小，造成尺寸超差。在加工螺紋類零件時，螺紋刀磨損后，造成內外螺紋超差，環(huán)規(guī)和塞規(guī)檢測不合格。

    2.2  機床剛性及刀具剛性不足造成尺寸超差

    在加工工件過程中，因加工量過大，機床剛性不足造成振動，零件表面質量超差。刀具在過量切削過程中，會加快磨損，造成工件表面質量超差，甚至造成刀具斷掉。

    2.3  冷卻液供應不足造成尺寸出現誤差

    在金屬加工過程中，由于切削速度快，會產生大量的熱量。在切削過程中，如果冷卻不夠及時，會有大量鐵削產生，纏繞工件并損毀刀具，造成尺寸最終超差。

    2.4  技術人員操作失誤造成尺寸超差

    企業(yè)技術人員在刀具和工件安裝完畢后，輸入程序并進行調試，在調試過程中需要進行對刀和尺寸測量，在設置刀具長度補償時，因操作失誤會造成加工出來的零件精度超差。在進行切削零件測量時，由于尺寸測量不夠規(guī)范，測量出來的尺寸偏大或者偏小，最終造成尺寸超差。

    3.  數控車床加工零件尺寸超差解決辦法

    數控車床加工過程中，因為以上問題造成尺寸超差后，我們要及時進行調試和更換刀具減少損失。

    在正常加工過程中，發(fā)現加工出來的零件尺寸超差，我們要進行分析，如果發(fā)現刀具良好，我們要根據測量結果進行尺寸調整，比如在使用外圓車刀加工零件時，外圓尺寸超差，很多操作人員是測量最終尺寸后就直接通過刀具補償進行尺寸修改，往往這樣修改后尺寸穩(wěn)定性不好，最終原因是粗加工余量過大導致。在實際加工過程，比如切削直徑 60 mm 的 45# 鋼外圓，一般設定公差為 –0.02～0，這就要求我們進行粗加工和精加工，粗加工后零件外圓尺寸應該在 50.5–50.3 之間，我們在零件加工過程中往往忽略測量粗加工后的余量，如果在精加工刀具和切削參數不變的情況下進行切削，會導致尺寸偏大。在粗加工后測量結果為 50.6 mm，我們需要通過 offset 界面進行刀具補償設置，最終輸入值需要進行計算，需要在 X 軸參數設置中輸入 –0.1 mm 才能達到要求，但是我們一般會將尺寸調試至小于最大尺寸。尺寸調試至 50.45 mm 為最佳尺寸值。

    粗加工后的尺寸合格后， 我們需要進行精加工尺寸調試，60 mm 外圓尺寸按照 –0.02 ～ 0 公差值進行調試， 最佳尺寸為59.99 mm， 如果我們測量出的尺寸為 60.02 mm， 我們需要計算出 60.02 mm 與 59.99 mm 差值，并在精車刀具 X 軸方向中進行補償 –0.03  mm，再次進行測量，尺寸合格，就可以拆卸零件并繼續(xù)加工，在進行刀具補償設置時，我們一定要明確，數控車床是按照直徑進行參數設置。

    在測量外圓時，如果尺寸外圓面長度過長，我們需要進行分段測量， 發(fā)現外圓有錐度后， 需要通過程序進行調試。 例如： 同一外圓面 80 mm 長度方向直徑方向錐度為 0.04 mm， 為正錐時調整程序為 G01X–0.04Z–80.F0.1，為倒錐時調整程序為G01X0.04Z–80.F0.1。操作人員在首件試切加工時一定要將尺寸檢測準確，防止成批量報廢的情況發(fā)生。加工過程中，現場操作人員要按時觀察切削液的液面位置，當液位過少時，我們要及時添加切削液，防止纏削發(fā)生。

    操作人員在做到常規(guī)檢查和正確判斷之后，按照以上調試方法，能夠很好地控制數控車床加工常見零件的尺寸。加工過程中，操作人員在自檢的同時也要按照規(guī)定進行送檢并做好記錄，這樣對于零件檢測質量有了“雙保險”。（來源：江蘇省東海中等專業(yè)學校   作者：倪 磊）