數(shù)控車(chē)床加工零件尺寸誤差原因及調(diào)整辦法
2020-12-4 來(lái)源： 江蘇省東海中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校 作者：倪 磊
摘要：數(shù)控車(chē)床是機(jī)械加工中常用設(shè)備，其加工出的產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確性如何進(jìn)行保證？尺寸誤差產(chǎn)生后如何進(jìn)行調(diào)整？本文指出了使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和程序補(bǔ)償兩種方法調(diào)整尺寸，并強(qiáng)調(diào)了操作人員素養(yǎng)的重要性。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；加工零件；尺寸精度；調(diào)整辦法
在現(xiàn)代化制造業(yè)中數(shù)控機(jī)床占據(jù)著重要地位，它的先進(jìn)程度及加工的產(chǎn)品尺寸精度直接決定著機(jī)械設(shè)備的使用性能，擁有高性能機(jī)械設(shè)備的制造業(yè)，可以大幅度提升國(guó)家總體經(jīng)濟(jì)實(shí)力。數(shù)控車(chē)床是支撐起現(xiàn)代化制造業(yè)支撐柱中的一根，它擔(dān)負(fù)著大量設(shè)備零件的加工制造，零件尺寸精度的控制是我們技術(shù)人員要著重掌握的。我們從零件產(chǎn)生加工誤差的原因進(jìn)行分析，研究如何解決并避免再次發(fā)生。數(shù)控車(chē)床主要加工回轉(zhuǎn)類(lèi)零件，大部分零件主要構(gòu)成要素有孔、外圓、槽、螺紋。下面我將從數(shù)控車(chē)床加工原理、數(shù)控車(chē)床加工誤差產(chǎn)生原因、誤差調(diào)整辦法這三個(gè)方面進(jìn)行研究。
1. 數(shù)控車(chē)床加工原理
數(shù)控車(chē)床是利用 CNC 裝置控制刀架的移動(dòng)和主軸旋轉(zhuǎn)將工件加工出來(lái)。在數(shù)控車(chē)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(diào)試人員將程序輸入到數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)操作人員調(diào)試，將工件加工出來(lái)。零件加工過(guò)程中，主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，伺服系統(tǒng)在數(shù)控裝置發(fā)出的指令控制下帶動(dòng)刀具加工工件，操作人員進(jìn)行零件尺寸檢測(cè)并利用補(bǔ)償功能修正尺寸。
2. 零件加工產(chǎn)生誤差的原因
數(shù)控機(jī)床在加工零件時(shí)，零件尺寸精度會(huì)受到機(jī)床剛性、工件變形、刀具磨損等因素的影響，在加工過(guò)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(shù)控車(chē)床在加工零件時(shí)，刀具會(huì)有磨損過(guò)程。在加工外圓時(shí)，刀具磨損后外圓尺寸會(huì)增大，進(jìn)而造成尺寸超差。在加工內(nèi)孔過(guò)程中，刀具磨損后內(nèi)孔尺寸會(huì)變小，造成尺寸超差。在加工螺紋類(lèi)零件時(shí)，螺紋刀磨損后，造成內(nèi)外螺紋超差，環(huán)規(guī)和塞規(guī)檢測(cè)不合格。
2.2 機(jī)床剛性及刀具剛性不足造成尺寸超差
在加工工件過(guò)程中，因加工量過(guò)大，機(jī)床剛性不足造成振動(dòng)，零件表面質(zhì)量超差。刀具在過(guò)量切削過(guò)程中，會(huì)加快磨損，造成工件表面質(zhì)量超差，甚至造成刀具斷掉。
2.3 冷卻液供應(yīng)不足造成尺寸出現(xiàn)誤差
在金屬加工過(guò)程中，由于切削速度快，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。在切削過(guò)程中，如果冷卻不夠及時(shí)，會(huì)有大量鐵削產(chǎn)生，纏繞工件并損毀刀具，造成尺寸最終超差。
2.4 技術(shù)人員操作失誤造成尺寸超差
企業(yè)技術(shù)人員在刀具和工件安裝完畢后，輸入程序并進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中需要進(jìn)行對(duì)刀和尺寸測(cè)量，在設(shè)置刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償時(shí)，因操作失誤會(huì)造成加工出來(lái)的零件精度超差。在進(jìn)行切削零件測(cè)量時(shí)，由于尺寸測(cè)量不夠規(guī)范，測(cè)量出來(lái)的尺寸偏大或者偏小，最終造成尺寸超差。
3. 數(shù)控車(chē)床加工零件尺寸超差解決辦法
數(shù)控車(chē)床加工過(guò)程中，因?yàn)橐陨蠁?wèn)題造成尺寸超差后，我們要及時(shí)進(jìn)行調(diào)試和更換刀具減少損失。
在正常加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)加工出來(lái)的零件尺寸超差，我們要進(jìn)行分析，如果發(fā)現(xiàn)刀具良好，我們要根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行尺寸調(diào)整，比如在使用外圓車(chē)刀加工零件時(shí)，外圓尺寸超差，很多操作人員是測(cè)量最終尺寸后就直接通過(guò)刀具補(bǔ)償進(jìn)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(guò)大導(dǎo)致。在實(shí)際加工過(guò)程，比如切削直徑 60 mm 的 45# 鋼外圓，一般設(shè)定公差為 –0.02～0，這就要求我們進(jìn)行粗加工和精加工，粗加工后零件外圓尺寸應(yīng)該在 50.5–50.3 之間，我們?cè)诹慵庸み^(guò)程中往往忽略測(cè)量粗加工后的余量，如果在精加工刀具和切削參數(shù)不變的情況下進(jìn)行切削，會(huì)導(dǎo)致尺寸偏大。在粗加工后測(cè)量結(jié)果為 50.6 mm，我們需要通過(guò) offset 界面進(jìn)行刀具補(bǔ)償設(shè)置，最終輸入值需要進(jìn)行計(jì)算，需要在 X 軸參數(shù)設(shè)置中輸入 –0.1 mm 才能達(dá)到要求，但是我們一般會(huì)將尺寸調(diào)試至小于最大尺寸。尺寸調(diào)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(jìn)行精加工尺寸調(diào)試，60 mm 外圓尺寸按照 –0.02 ～ 0 公差值進(jìn)行調(diào)試， 最佳尺寸為59.99 mm， 如果我們測(cè)量出的尺寸為 60.02 mm， 我們需要計(jì)算
出 60.02 mm 與 59.99 mm 差值，并在精車(chē)刀具 X 軸方向中進(jìn)行補(bǔ)償 –0.03 mm，再次進(jìn)行測(cè)量，尺寸合格，就可以拆卸零件并繼續(xù)加工，在進(jìn)行刀具補(bǔ)償設(shè)置時(shí)，我們一定要明確，數(shù)控車(chē)床是按照直徑進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
在測(cè)量外圓時(shí)，如果尺寸外圓面長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，我們需要進(jìn)行分段測(cè)量， 發(fā)現(xiàn)外圓有錐度后， 需要通過(guò)程序進(jìn)行調(diào)試。 例如： 同一外圓面 80 mm 長(zhǎng)度方向直徑方向錐度為 0.04 mm， 為正錐時(shí)調(diào)整程序?yàn)?G01X–0.04Z–80.F0.1，為倒錐時(shí)調(diào)整程序?yàn)镚01X0.04Z–80.F0.1。操作人員在首件試切加工時(shí)一定要將尺寸檢測(cè)準(zhǔn)確，防止成批量報(bào)廢的情況發(fā)生。加工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)操作人
員要按時(shí)觀(guān)察切削液的液面位置，當(dāng)液位過(guò)少時(shí)，我們要及時(shí)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(diào)試方法，能夠很好地控制數(shù)控車(chē)床加工常見(jiàn)零件的尺寸。加工過(guò)程中，操作人員在自檢的同時(shí)也要按照規(guī)定進(jìn)行送檢并做好記錄，這樣對(duì)于零件檢測(cè)質(zhì)量有了“雙保險(xiǎn)”。數(shù)控車(chē)操作人員，作為高級(jí)技術(shù)工種，我們也要經(jīng)常性進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和工藝的改進(jìn)，這樣才能更好地解決加工中產(chǎn)生的問(wèn)題，讓零件尺寸更加精確，更加穩(wěn)定。
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