數(shù)控車床加工零件尺寸誤差原因及調(diào)整辦法
數(shù)控車床加工零件尺寸誤差原因及調(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),可以大幅度提升國家總體經(jīng)濟(jì)實力。數(shù)控車床是支撐起現(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)控車床主要加工回轉(zhuǎn)類零件,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)控車床加工原理、數(shù)控車床加工誤差產(chǎn)生原因、誤差調(diào)整辦法這三個方面進(jìn)行研究。
1. 數(shù)控車床加工原理
數(shù)控車床是利用 CNC 裝置控制刀架的移動和主軸旋轉(zhuǎn)將工件加工出來。在數(shù)控車床加工零件前,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)控車床控制系統(tǒng)中,經(jīng)過操作人員調(diào)試,將工件加工出來。零件加工過程中,主軸帶動工件旋轉(zhuǎn),伺服系統(tǒng)在數(shù)控裝置發(fā)出的指令控制下帶動刀具加工工件,操作人員進(jìn)行零件尺寸檢測并利用補(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,零件尺寸精度會受到機(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)控車床在加工零件時,刀具會有磨損過程。在加工外圓時,刀具磨損后外圓尺寸會增大,進(jìn)而造成尺寸超差。在加工內(nèi)孔過程中,刀具磨損后內(nèi)孔尺寸會變小,造成尺寸超差。在加工螺紋類零件時,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
在加工工件過程中,因加工量過大,機(jī)床剛性不足造成振動,零件表面質(zhì)量超差。刀具在過量切削過程中,會加快磨損,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
在金屬加工過程中,由于切削速度快,會產(chǎn)生大量的熱量。在切削過程中,如果冷卻不夠及時,會有大量鐵削產(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)試過程中需要進(jìn)行對刀和尺寸測量,在設(shè)置刀具長度補(bǔ)償時,因操作失誤會造成加工出來的零件精度超差。在進(jìn)行切削零件測量時,由于尺寸測量不夠規(guī)范,測量出來的尺寸偏大或者偏小,最終造成尺寸超差。
3. 數(shù)控車床加工零件尺寸超差解決辦法
數(shù)控車床加工過程中,因為以上問題造成尺寸超差后,我們要及時進(jìn)行調(diào)試和更換刀具減少損失。
在正常加工過程中,發(fā)現(xiàn)加工出來的零件尺寸超差,我們要進(jìn)行分析,如果發(fā)現(xiàn)刀具良好,我們要根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行尺寸調(diào)整,比如在使用外圓車刀加工零件時,外圓尺寸超差,很多操作人員是測量最終尺寸后就直接通過刀具補(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大導(dǎo)致。在實際加工過程,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,我們在零件加工過程中往往忽略測量粗加工后的余量,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,會導(dǎo)致尺寸偏大。在粗加工后測量結(jié)果為 50.6 mm,我們需要通過 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, 如果我們測量出的尺寸為 60.02 mm, 我們需要計算出 60.02 mm 與 59.99 mm 差值,并在精車刀具 X 軸方向中進(jìn)行補(bǔ)償 –0.03 mm,再次進(jìn)行測量,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,我們一定要明確,數(shù)控車床是按照直徑進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
在測量外圓時,如果尺寸外圓面長度過長,我們需要進(jìn)行分段測量, 發(fā)現(xiàn)外圓有錐度后, 需要通過程序進(jìn)行調(diào)試。 例如: 同一外圓面 80 mm 長度方向直徑方向錐度為 0.04 mm, 為正錐時調(diào)整程序為 G01X–0.04Z–80.F0.1,為倒錐時調(diào)整程序為G01X0.04Z–80.F0.1。操作人員在首件試切加工時一定要將尺寸檢測準(zhǔn)確,防止成批量報廢的情況發(fā)生。加工過程中,現(xiàn)場操作人員要按時觀察切削液的液面位置,當(dāng)液位過少時,我們要及時添加切削液,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)控車床加工常見零件的尺寸。加工過程中,操作人員在自檢的同時也要按照規(guī)定進(jìn)行送檢并做好記錄,這樣對于零件檢測質(zhì)量有了“雙保險”。(來源:江蘇省東海中等專業(yè)學(xué)校 作者:倪 磊)
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