數(shù)控加工零件質(zhì)量控制

李心平 王海英

一件合格的成品件，從毛坯加工到符合圖樣上的技術(shù)要求過(guò)程，包含有尺寸公差精度、表面粗糙度、形位公差要求、表面熱處理、坯料的選擇、機(jī)加工設(shè)備的安排、加工工藝方案、刀具的應(yīng)用以及操作人員精湛技術(shù)等一系列加工流程問(wèn)題。

要加工出高質(zhì)量的零件，可通過(guò)設(shè)計(jì)工裝，如夾具、胎具等，獲得技術(shù)支持。在實(shí)際生產(chǎn)中，數(shù)控車(chē)床車(chē)削零件的質(zhì)量受諸多因素的影響，如工藝過(guò)程、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控編程和對(duì)刀調(diào)整等，都直接影響零件的加工質(zhì)量。當(dāng)然，可以利用軟件進(jìn)行校正補(bǔ)償。在軟件的支持下，使每道工序、工步、走刀都能獲得最佳的切削用量組合，充分發(fā)揮工藝系統(tǒng)的潛能，獲得高的加工精度及重復(fù)精度。通過(guò)深入分析數(shù)控車(chē)削過(guò)程中數(shù)控系統(tǒng)誤差、編程誤差和對(duì)刀誤差產(chǎn)生的原因，筆者提出了減小誤差的有效措施。筆者認(rèn)為，掌握經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床的使用技巧，充分發(fā)揮其潛能，可以實(shí)現(xiàn)提高數(shù)控車(chē)削零件加工質(zhì)量的目的。

一、數(shù)控機(jī)床

輸入數(shù)控特定的編程代碼來(lái)確定工藝，非常重要。所以，手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入時(shí)，應(yīng)注意輸入的正確率；輸入后，還應(yīng)認(rèn)真校對(duì)確認(rèn)。數(shù)控車(chē)床采用的是滾珠絲杠副，這對(duì)消除反向間隙是很關(guān)鍵的，且都要進(jìn)行預(yù)緊。實(shí)際上，對(duì)于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)部件，間隙是不可避免的。高精度的滾珠絲杠副，間隙非常微小；而如果真的達(dá)到零間隙，運(yùn)動(dòng)的阻力就會(huì)增大。在絲杠反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要存在微小的空程，就足以影響加工精度。因此，加工時(shí)，刀具的移動(dòng)能保持尺寸連續(xù)遞增或遞減的趨勢(shì)，可消除機(jī)床產(chǎn)生反向間隙的影響。

二、數(shù)控加工工藝

制定工藝方案，是整個(gè)加工過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因而要與其他加工工序銜接好。全面考慮零件的整個(gè)加工工藝內(nèi)容，在切削加工工序之間合理地安排工序和輔助工序，協(xié)調(diào)好各個(gè)工序的安排順序，有利于提高零件的質(zhì)量。工序安排的科學(xué)與否，直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。對(duì)形位精度要求較高的表面，安排在一次裝夾下完成，可避免多次安裝所產(chǎn)生的安裝誤差而影響位置精度。一般來(lái)說(shuō)，在一次裝夾中，應(yīng)一次性完成對(duì)所能加工的表面內(nèi)容的粗精加工，且達(dá)到尺寸要求，減少裝夾次數(shù)，提高加工工藝效率。

三、刀具選擇

刀具的選擇、刃磨、安裝正確，直接影響到加工工件的質(zhì)量。根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性、具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮，采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工，有利于提高零件的加工質(zhì)量。粗車(chē)時(shí)，要選強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)的刀具，以便滿足粗車(chē)時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給的要求，減少走刀次數(shù)，提高加工效率。精車(chē)時(shí)，要選精度高、壽命長(zhǎng)、切削性能好的刀具，以保證加工精度的要求。為減少換刀時(shí)間及方便對(duì)刀，數(shù)控車(chē)削中廣泛采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，以提高數(shù)控加工生產(chǎn)率，保證零件的加工質(zhì)量。

四、校刀

在數(shù)控機(jī)床上一般以工件右端面中心點(diǎn)為對(duì)刀點(diǎn)，多采用試切法對(duì)刀。試切過(guò)程中的測(cè)量精度，直接影響對(duì)刀的準(zhǔn)確度以及加工尺寸精度。對(duì)于具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，編程時(shí)，只要按零件的實(shí)際輪廓編程即可，而不必按照刀具運(yùn)動(dòng)軌跡編程。使用刀具半徑補(bǔ)償值指令，刀具自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)，從而加工出所要求的工件輪廓。當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后刀具半徑發(fā)生改變時(shí)，只需手工輸入改變后的刀具半徑，而不需修改已編好的程序。

五、數(shù)控編程

數(shù)控程序一般按零件輪廓編制，按零件的基本尺寸并結(jié)合各加工形面的具體公差要求編制。按基本尺寸編程，用刀具半徑補(bǔ)償考慮公差帶位置，每把刀具有相應(yīng)的刀補(bǔ)值，適用于各個(gè)尺寸使用不同刀具進(jìn)行加工；按極限尺寸平均中值編程，使用一把刀具同時(shí)加工出各尺寸，編程前的參數(shù)值計(jì)算較繁瑣，但可減小累計(jì)誤差的影響。數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行快速移動(dòng)和插補(bǔ)的運(yùn)算過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生移動(dòng)和定位誤差，影響加工精度。在程序中，適當(dāng)插入回參考點(diǎn)指令，機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)，會(huì)使各坐標(biāo)清零，便消除了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算的累積誤差，有益于保證加工精度。

零件在數(shù)控車(chē)床上，加工復(fù)雜多樣，形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料、批量、工藝不同等多方面因素的影響，要求做到對(duì)所加工零件進(jìn)行具體分析和靈活對(duì)待。根據(jù)零件圖樣要求，認(rèn)真分析加工工藝方案，選用合適的工藝參數(shù)和刀具參數(shù)，合理設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序、走刀路線，精益求精，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床本身精度和操作人員技術(shù)，從而加工出符合圖樣技術(shù)要求的質(zhì)量控制零件。

（作者單位：李心平，秦皇島市技師學(xué)院；

王海英，秦皇島市職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中心）