生產實踐中數控車床操作的經驗總結

李翔明 王彥紅

（焦煤集團職工教育培訓中心 河南 焦作 454003）

0 序言

隨著數控加工技術的不斷推廣與應用，數控加工系統的先進性和高效性正日漸凸顯出來，尤其對于精度高、形狀復雜的中小批量零件的加工，數控加工以其柔性好，效率高，自動化操作等特點，在生產實踐中得到了廣泛的應用。但是在對數控設備的使用過程中，由于數控設備、操作人員操作水平等特定的原因，大大限制數控設備的使用效率。在實際生產中，不僅要科學的制定加工工藝、正確的選擇數控刀具、合理確定切削參數，還要依靠操作人員的操作水平和經驗，只有這樣才能最大限度地發揮數控機床的加工效率，實現企業的高效生產。

1 數控車床加工實例

圖1

生產任務：如右圖所示工件，毛坯為Φ40棒料，材料為45#鋼，完成數控加工。

第一步：根據零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線

1）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持Φ40外圓，使工件伸出卡盤50mm，一次裝夾完成粗精加工。

2）工步順序

第一步：選擇機床設備

根據零件圖樣要求，選用經濟型數控車床即可達到要求。故選用CAK6140型數控臥式車床。

第二步：選擇刀具

粗車刀90°右偏車刀，精車刀90°右偏車刀，5mm切刀

第三步：確定切削用量

粗車轉速n=750 ap=2mm F=0.5mm/轉，精車轉速n=1000 ap=0.5mm F=0.3mm/轉，切斷轉速 n=500,F=0.1mm/轉

第四步：確定工件坐標系、對刀點和換刀點

第五步：編寫程序(以FANUC oi Mate TC車床為例)

按該機床規定的指令代碼和程序段格式，該工件的加工程序如下：

2 實例分析

采用數控車床加工以上零件，表面上看似簡單，但是要保證首件快速加工出合格產品及保證后續加工不加調整就能保證工件質量確不是件容易的事，一般情況下都要經過幾個工件的加工調整最終才會保證后續工件的質量。從事過數控車床加工的人都知道，在首件加工時，對好刀，執行加工程序，假設對刀沒有一點問題，執行完加工程序后，以∮25尺寸為例，測量尺寸肯定不合格，若測量結果是∮25.1，尺寸相差0.1，若按差值0.1在磨耗中減去，執行精加工程序段N0130，加工完畢測量，結果工件尺寸肯定會在負方向超差。那為什么出現這種情況呢？是對刀的問題？測量的問題？還是設備存在問題？其實完全不是這樣，大家都知道機床具有一定的剛性，也就是機床抵抗變形的能力，當機床加工工件時，切削力通過車刀刀架傳到機床導軌上，機床、刀架、刀具、工件都要產生變形，受力不同，變形的大小也不相同，由于變形的作用，反映到工件上就表現為讓刀現象。變形越大讓刀越嚴重，而變形的大小對同一臺機床來說是由作用力決定。實踐證明，切削力的影響因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數、刀具材料、刀具磨損狀態和切削液等。 對同一批次工件來說，工件材料確定，刀具確定，切削液確定，對依次加工的幾個工件來說刀具磨損狀態可忽略，那么影響作用力的因素就只有機床轉速、背吃刀量和進給速度。轉速越高，背吃刀量越大，進給速度越大則切削力越大，則讓刀現象越嚴重。即使前一個工件加工合格了，達到了尺寸要求，只要主軸轉速，背吃刀量或是進給速度中的一個或幾個發生變化，那么下一個加工出來的工件就不一定會符合圖紙的要求。究其原因，在背吃刀量在2mm時刀具定在X25加工一次，測量尺寸為∮25，再將刀具定為原尺寸X25再加工一次，刀尖上還會有鐵屑出現，測量尺寸小于∮25的原因：就是背吃刀量為2mm時機床受的力大，產生的變形也大，讓刀現象嚴重，在空載時讓刀現象消失。這也就是前面說的加工完畢后為∮25.1，再進刀0.1后工件尺寸會超差的原因。有這么多因素都會讓機床產生讓刀現象，怎么樣才能保證工件的加工質量，讓數控車車床發揮其高速度、高精度的性能呢？

3 經驗總結

通過長期實踐，本人總結出一套用于數控加工行之有效的方法。首先合理確定機床轉速、進給速度、背吃刀量，對刀時先對粗車刀，轉速用粗車轉速，刀具先接觸到工件外圓，Z方向退刀，然后系統面板到增量坐標，沿X方向進刀，進刀深度取背吃刀量值2.0mm（直徑4.0mm），Z方向進刀加工一段，走刀速度盡量與粗車進給速度（F=0.5）一致，退刀測量，輸入測量結果；精車刀對刀采用精車轉速，背吃刀量取用精車余量1.0mm,進給速度盡量與精車進給速度一致。這樣做的目的就是保證對刀時的切削要素與正式加工時的盡量保持一致，主要是保持切削力一致，保證對刀時與正式加工時的綜合變形量一致。其次，在粗車、精車刀X磨耗中分別輸入一個與精車余量一致的正磨耗1.0mm，這樣若對刀沒有問題則加工完畢工件整體尺寸大一個精車余量的值也就是1.0mm，以∮25尺寸為例，則加工完畢后應為∮26，上下偏差不會超過0.1，根據測量結果一次減去所多余量，如測結果為∮26.06,則在2號刀X磨耗中減去0.065(取工件中徑尺寸),再執行一次精加工程序N0130，工件尺寸就會符合圖紙要求。這種操作方法的關鍵是對刀時采用程序設定的參數，盡量使車床受的力與正常加工時一致，對刀后加工前為防止工件加工報廢又在X方向加正磨耗，與精車余量一致，也是為了盡量使兩次精車背吃刀量一致。在兩次加工過程當中機床的轉速進給速度不要調整。這樣在首件加工完畢后，后續加工的工件只要刀具不磨損都應該是合格的。由于刀具的磨損出現工件尺寸超差時在磨耗里減去差值就可以了。操作關鍵還是在第一個工件加工合格后對機床的各項參數盡量不要做大的調整，若工件加工完畢后測量結果為∮25.01，雖然尺寸為合格但接近上偏差，這時：一可以在磨耗中減去一數值，使公差保持在中徑；二可以調慢一點進給速度；三可以調慢一點機床轉速（變頻調速機床），都能達到減小工件尺寸的效果，具體視情況而定。

4 結束語

掌握數控機床的操作是一個循序漸進的過程，并不能一蹴而就，它是建立在掌握了機床基本操作、基礎的機械加工知識和基礎的編程知識之上的。但是數控機床操作技巧也不是一成不變的，它是需要操作者充分發揮想象力和動手能力的有機組合，是一項具有創新性的勞動。