數控加工零件質量控制

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要求過程，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、機加工設備的安排、加工工藝方案、刀具的應用以及操作人員精湛技術等一系列加工流程問題。

要加工出高質量的零件，可通過設計工裝，如夾具、胎具等，獲得技術支持。在實際生產中，數控車床車削零件的質量受諸多因素的影響，如工藝過程、數控系統、數控編程和對刀調整等，都直接影響零件的加工質量。當然，可以利用軟件進行校正補償。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，充分發揮工藝系統的潛能，獲得高的加工精度及重復精度。通過深入分析數控車削過程中數控系統誤差、編程誤差和對刀誤差產生的原因，筆者提出了減小誤差的有效措施。筆者認為，掌握經濟型數控車床的使用技巧，充分發揮其潛能，可以實現提高數控車削零件加工質量的目的。

一、數控機床

輸入數控特定的編程代碼來確定工藝，非常重要。所以，手動數據輸入時，應注意輸入的正確率；輸入后，還應認真校對確認。數控車床采用的是滾珠絲杠副，這對消除反向間隙是很關鍵的，且都要進行預緊。實際上，對于有相對運動的傳動部件，間隙是不可避免的。高精度的滾珠絲杠副，間隙非常微小；而如果真的達到零間隙，運動的阻力就會增大。在絲杠反向運動時，只要存在微小的空程，就足以影響加工精度。因此，加工時，刀具的移動能保持尺寸連續遞增或遞減的趨勢，可消除機床產生反向間隙的影響。

二、數控加工工藝

制定工藝方案，是整個加工過程中重要的一個環節，因而要與其他加工工序銜接好。全面考慮零件的整個加工工藝內容，在切削加工工序之間合理地安排工序和輔助工序，協調好各個工序的安排順序，有利于提高零件的質量。工序安排的科學與否，直接影響到零件的加工質量、生產效率和成本。對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生的安裝誤差而影響位置精度。一般來說，在一次裝夾中，應一次性完成對所能加工的表面內容的粗精加工，且達到尺寸要求，減少裝夾次數，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量。根據工藝系統剛性、具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮，采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工，有利于提高零件的加工質量。粗車時，要選強度高、使用壽命長的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給的要求，減少走刀次數，提高加工效率。精車時，要選精度高、壽命長、切削性能好的刀具，以保證加工精度的要求。為減少換刀時間及方便對刀，數控車削中廣泛采用機夾可轉位刀具，以提高數控加工生產率，保證零件的加工質量。

四、校刀

在數控機床上一般以工件右端面中心點為對刀點，多采用試切法對刀。試切過程中的測量精度，直接影響對刀的準確度以及加工尺寸精度。對于具有刀具半徑補償功能的數控系統，編程時，只要按零件的實際輪廓編程即可，而不必按照刀具運動軌跡編程。使用刀具半徑補償值指令，刀具自動偏離工件輪廓一個刀具半徑值，并按刀具中心軌跡運動，從而加工出所要求的工件輪廓。當刀具磨損或刀具重磨后刀具半徑發生改變時，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、數控編程

數控程序一般按零件輪廓編制，按零件的基本尺寸并結合各加工形面的具體公差要求編制。按基本尺寸編程，用刀具半徑補償考慮公差帶位置，每把刀具有相應的刀補值，適用于各個尺寸使用不同刀具進行加工；按極限尺寸平均中值編程，使用一把刀具同時加工出各尺寸，編程前的參數值計算較繁瑣，但可減小累計誤差的影響。數控系統在進行快速移動和插補的運算過程中，會產生累計誤差，達到一定值時，會使機床產生移動和定位誤差，影響加工精度。在程序中，適當插入回參考點指令，機床回參考點時，會使各坐標清零，便消除了數控系統運算的累積誤差，有益于保證加工精度。

零件在數控車床上，加工復雜多樣，形狀及位置千變萬化，加上材料、批量、工藝不同等多方面因素的影響，要求做到對所加工零件進行具體分析和靈活對待。根據零件圖樣要求，認真分析加工工藝方案，選用合適的工藝參數和刀具參數，合理設計數控加工工序、走刀路線，精益求精，充分發揮數控機床本身精度和操作人員技術，從而加工出符合圖樣技術要求的質量控制零件。

（作者單位：李心平，秦皇島市技師學院；

王海英，秦皇島市職業技術培訓中心）