數控車床加工中易發生的錯誤淺析

邊境

（天津中德應用技術大學，天津 300350）

數控車床加工中易發生的錯誤淺析

邊境

（天津中德應用技術大學，天津 300350）

數控車床對于加工復雜的回轉體類零件具有很多優勢，加工效率高，表面質量好，改變程序容易，但如果編程和操作不當，也會產生不合格的工件。從實踐出發，就數控車床加工中容易發生的錯誤進行實例分析，以避免使用不當造成零件廢品的發生。

刀具補償；欠切削；刀具類型；刀具偏置

一、編程中刀具半徑補償應用方法不當

刀具半徑補償是數控加工中必不可少的功能，正確應用刀具半徑補償不但能夠提高工件加工精度，簡化編程工作量，還能提高加工效率，但刀具補償在數控車床編程中應用不當時對工件產生的影響不易被目測發現，而直接造成零件報廢。下面舉一個比較常見的錯誤實例。一個車削零件的內輪廓鏜削精加工如圖1，常常被編程為如下格式：

圖1　內輪廓示意圖

執行以上程序的效果如圖2，可以發現在零件內輪廓的球面頂端發生了欠切削現象。由于常用鏜刀的刀尖圓角半徑較小，所以不容易被發現，但隨著刀尖半徑的增大，內輪廓的缺陷就越明顯。而正確的編程應該如下：

圖2　欠切削

執行正確程序的效果如圖3，糾正了上述的欠切削現象。實踐證明，編程時不但在啟用刀具半徑補償的時候，要用直線插補指令G01，在取消補償時也要用G01，而不是快速直線運動G00，否則就會造成提前自動取消刀補，輪廓欠切削現象。

圖3　正確切削

二、刀具類型和對刀方式不匹配

針對零件不同部位的加工，數控車削刀具的類型有許多種，在數控系統中用刀具類型位置代碼來定義，對刀時不能一味地按照常規做法去找正X、Z軸的偏置值，而應該參照刀具類型位置代碼來設定，才能正確執行數控程序，完成加工任務。

常用的切槽刀代碼為F2，其形狀如圖4，此類刀具對刀時加載Z向偏置時應以刀具中心對稱線位置為參照，而不是常規的與工件端面接觸的左側刀尖位置，所以對于此類刀具的對刀操作很容易出現經驗性錯誤。比如圖5所示工件，切槽循環編程如下：

圖4　切槽刀類型

圖5　零件圖

其中刀具T6即為F2類型刀具，如果經驗性的以左刀尖接觸工件端面時加載為Z向零點坐標，則加工出的工件槽位置如圖6，槽的Z向位置偏移了二分之一的刀具寬度值，造成廢品。

圖6　錯誤的槽位置

而正確的對刀方式是當切槽刀左刀尖接觸工件時，其對稱中心線的Z向坐標應加載為二分之一刀具寬度值，只有這樣才能加工出槽的正確位置，如圖7。

圖7　正確的槽位置

三、刀具偏置表設置不當

數控車床刀具偏置表中，如圖8，除了常用的刀具沿X軸和Z軸的刀具長度值和刀尖半徑值R以外，還有兩個重要參數I和K值，分別為沿X軸和Z軸的刀具長度磨損值。利用這兩個參數可以在零件尺寸未達到圖紙要求的時候無需修改程序中的尺寸數據，就能達到尺寸補償的目的，方便實用。

但是在加工零件內輪廓時，I值的設定比較容易出錯誤。如圖7，在內孔精鏜前要在X方向預留0.4mm的加工余量，此時可以利用I值來實現。但如果直接按照車削外輪廓時保留加工余量的經驗將I值設定為0.4，則內孔不但未被留出余量，反而直接被鏜大了0.4mm，造成廢品。原因是數控車床的刀具磨損補償原理與數控銑床的原理不同，參數I值的使用方法也不同，往往會令操作者混淆。數控車床在設置I值時是要考慮方向的，此例中保留內孔加工余量應在X負方向上，而I值設定未加負號，導致補償方向相反，造成以上錯誤。

數控車床加工程序的編制雖然不似數控銑床和加工中心編程那樣復雜，但是在加工工藝過程中比較繁瑣復雜，特別要注意細節的操作，以免由于一時的疏忽而造成不必要的損失。

圖8　刀具偏置表

[1]羅學科，張超英.數控機床編程與操作實訓[M].北京：化學工業出版社，2001.

[2]北京發格自動化有限公司.FAGOR8055T CNC編程手冊.

[4]張超英，羅學科.數控加工綜合實訓[M].北京：化學工業出版社，2003．

[5]李斌.數控加工技術[M]，北京：高等教育出版社，2001．

[6]劉雄偉.數控機床操作與編程培訓教程[M]，北京：機械工業出版社，2001．

[6]李郝林，方鍵.機床數控技術[M],北京:機械工業出版社,2000.

[7]王愛玲.現代數控編程技術及應用[M]，北京：國防工業出版社，2002．

編輯 朱榮華

Analysis of the Prone Errors in CNC Lathe Machining

BIAN Jing

（Tianjin Sino-German University of Applied Sciences，Tianjin 300350，China）

There are many advantages in machining complex revolving parts with CNC lathes，such as high efficiency，good surface quality and easy changing of programs．But we will produce substandard parts when programming or operating improperly．This article based on the practice analyses some prone errors in CNC lathe machining in detail to avoid producing substandard parts．

Tool compensation；Owed cutting；Tool type；Tool offset

TG5

A

2095-8528（2016）06-052-03

2016-04-12

邊境（1971），女，工學碩士，副教授，研究方向為數控技術及其應用、機械制造及其自動化。