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怎样有效控制数控机床加工精度的探讨

2018-03-17

时代农机 2018年7期
关键词:粗加工刀尖精加工

钟 健

(广西机电职业技术学院,广西 南宁 530007)

随着我国由制造大国到制造强国的发展,其中数控制造技术起到举足轻重的作用,数控机床加工精度的有效控制则是重中之重。紧接下来具体来谈谈怎么才能有效控制好数控机床加工精度。

1 使用不同类型数控机床影响

使用不同类型数控机床影响其加工精度的因素就不同,如数控车床和数控铣床。由于数控车床加工过程中每把刀具的刀尖高度很难与机床的中心高对齐,主要原因有:每台机床的中心高或多或少都存误差,每把刀具的刀尖高度也不一致,所以通常采用了多种厚度的垫片来调整。也正由于多个垫片的存在,当夹紧刀具的力度不同时,刀具刀尖的高度也会发生变化,所以说数控车装刀人为因素影响很大。而数控铣床(加工中心)的刀具只要刀具本身没问题装上主轴刀具中心就固定了,不存在过多的人为因素。

2 数控车床加工过程中控制尺寸精度

在数控车床加工过程中,如果存在刀具的刀尖高度与机床中心高不对齐,就会出现这些情况:一是刀具偏高或偏低,当加工外轮廓尺寸时,实际切除量比名义切除量少;二是刀具偏高或偏低,当加工内轮廓尺寸时,实际切除量比名义切除量大;三是刀具偏高或偏低,当加工非圆柱面的轮廓曲线时,加工出来的母线不是你所要编程加工的目标母线,如加工圆锥面时,由于刀尖不过圆心线所加工出来的就是抛物线。所以,在车削加工非圆柱面的轮廓曲线时,一定要刀尖对到中心高,避免产生形状误差。

3 数控铣床与数控车床加工过程中的不同

在数控铣床(加工中心)的加工过程中,控制尺寸精度的方式与数控车床也有所不同。理论上也按照粗加工——半精加工——精加工进行。例如:加工一个长宽均为50 mm正方型,高为10 mm凸台,用Φ12的立铣刀。通过刀具半径补偿进行控制尺寸,如在半径补偿值给6.3进行粗加工,那么理论上粗加工后尺寸应该有50.6即0.6的余量,但是实际测量出来的尺寸是比50.6大或小,假设粗加工后测量的实际尺寸为50.65,那么第二步半精加工,半径补偿值给6.1进行半精加工,假设半精加工后测量的实际尺寸为50.23,那么第三步精加工的刀补是多少呢?首先要计算出名义切除量与实际切除量的关系,0.2∶(50.65-50.23)/2 即 1∶1.05,现在取 50 中间值即为 49.985,由于精加工的切除为(50.23-49.985)/2=0.1225,那么精加工的刀补是=(1×0.1225)/1.05=0.117,最后精加工半径补偿值为6.1-0.117=5.983。但是实际加工应用中这种做法,精加工过后很难保证其尺寸就落在公差带范围内。

那么,怎么能够很好解决这问题呢?就是在第二次半精加工的时候,不再测量第一次粗加工后,保持第一次粗加工切削参数空切一趟,由于这趟空切刀具负载很小,就不容易产生象图1那样由于让刀而导致锥度,而且能够把第一次粗加工后产生的锥度修正。锥度消除了,也就是说两个测量面平行了,测量就容易准确了,不再造成导致下步精加工误差。在这个案例里空切后,实际测出来的尺寸不会就是50.6,也许比50.6大,或许比50.6小。如果实际测出来的尺寸50.58,可以理解为现在使用的刀具直径比公称尺寸大了0.02;如果实际测出来的尺寸50.62,可以理解为现在使用的刀具直径比公称尺寸小了0.02。

4 使用这种方法后这案例怎么安排加工呢?

第一步粗加工刀具半径补偿值给6.2,第二步半精加工直接空切完成后,测量假如实测值为50.38,那么现在使用的刀具直径比公称尺寸大了0.02。现在要加工零件尺寸50中间值即为49.985,名义切除量与实际切除量的关系 1∶1.02,由于精加工的切除为(50.38-49.985)/2=0.1975,那么精加工的刀补是=(1×0.1975)/1.02=0.1936,最后精加工半径补偿值为6.2-0.1936=6.006。精加工过后其尺寸能保证落在公差带范围内。

总之,怎么有效控制数控机床加工精度是要经过长期的加工和实战探讨出来的,能做到事半功倍,提高加工速度和生产效率,也为企业节约了生产成本提高产品的竞争力。这种方法也得到同行们的欣赏和赞许,目前也广泛应用于实际生产和技能大赛中。

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