数控加工零件质量控制

李心平 王海英

一件合格的成品件，从毛坯加工到符合图样上的技术要求过程，包含有尺寸公差精度、表面粗糙度、形位公差要求、表面热处理、坯料的选择、机加工设备的安排、加工工艺方案、刀具的应用以及操作人员精湛技术等一系列加工流程问题。

要加工出高质量的零件，可通过设计工装，如夹具、胎具等，获得技术支持。在实际生产中，数控车床车削零件的质量受诸多因素的影响，如工艺过程、数控系统、数控编程和对刀调整等，都直接影响零件的加工质量。当然，可以利用软件进行校正补偿。在软件的支持下，使每道工序、工步、走刀都能获得最佳的切削用量组合，充分发挥工艺系统的潜能，获得高的加工精度及重复精度。通过深入分析数控车削过程中数控系统误差、编程误差和对刀误差产生的原因，笔者提出了减小误差的有效措施。笔者认为，掌握经济型数控车床的使用技巧，充分发挥其潜能，可以实现提高数控车削零件加工质量的目的。

一、数控机床

输入数控特定的编程代码来确定工艺，非常重要。所以，手动数据输入时，应注意输入的正确率；输入后，还应认真校对确认。数控车床采用的是滚珠丝杠副，这对消除反向间隙是很关键的，且都要进行预紧。实际上，对于有相对运动的传动部件，间隙是不可避免的。高精度的滚珠丝杠副，间隙非常微小；而如果真的达到零间隙，运动的阻力就会增大。在丝杠反向运动时，只要存在微小的空程，就足以影响加工精度。因此，加工时，刀具的移动能保持尺寸连续递增或递减的趋势，可消除机床产生反向间隙的影响。

二、数控加工工艺

制定工艺方案，是整个加工过程中重要的一个环节，因而要与其他加工工序衔接好。全面考虑零件的整个加工工艺内容，在切削加工工序之间合理地安排工序和辅助工序，协调好各个工序的安排顺序，有利于提高零件的质量。工序安排的科学与否，直接影响到零件的加工质量、生产效率和成本。对形位精度要求较高的表面，安排在一次装夹下完成，可避免多次安装所产生的安装误差而影响位置精度。一般来说，在一次装夹中，应一次性完成对所能加工的表面内容的粗精加工，且达到尺寸要求，减少装夹次数，提高加工工艺效率。

三、刀具选择

刀具的选择、刃磨、安装正确，直接影响到加工工件的质量。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑，采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，有利于提高零件的加工质量。粗车时，要选强度高、使用寿命长的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求，减少走刀次数，提高加工效率。精车时，要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具，以保证加工精度的要求。为减少换刀时间及方便对刀，数控车削中广泛采用机夹可转位刀具，以提高数控加工生产率，保证零件的加工质量。

四、校刀

在数控机床上一般以工件右端面中心点为对刀点，多采用试切法对刀。试切过程中的测量精度，直接影响对刀的准确度以及加工尺寸精度。对于具有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时，只要按零件的实际轮廓编程即可，而不必按照刀具运动轨迹编程。使用刀具半径补偿值指令，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，并按刀具中心轨迹运动，从而加工出所要求的工件轮廓。当刀具磨损或刀具重磨后刀具半径发生改变时，只需手工输入改变后的刀具半径，而不需修改已编好的程序。

五、数控编程

数控程序一般按零件轮廓编制，按零件的基本尺寸并结合各加工形面的具体公差要求编制。按基本尺寸编程，用刀具半径补偿考虑公差带位置，每把刀具有相应的刀补值，适用于各个尺寸使用不同刀具进行加工；按极限尺寸平均中值编程，使用一把刀具同时加工出各尺寸，编程前的参数值计算较繁琐，但可减小累计误差的影响。数控系统在进行快速移动和插补的运算过程中，会产生累计误差，达到一定值时，会使机床产生移动和定位误差，影响加工精度。在程序中，适当插入回参考点指令，机床回参考点时，会使各坐标清零，便消除了数控系统运算的累积误差，有益于保证加工精度。

零件在数控车床上，加工复杂多样，形状及位置千变万化，加上材料、批量、工艺不同等多方面因素的影响，要求做到对所加工零件进行具体分析和灵活对待。根据零件图样要求，认真分析加工工艺方案，选用合适的工艺参数和刀具参数，合理设计数控加工工序、走刀路线，精益求精，充分发挥数控机床本身精度和操作人员技术，从而加工出符合图样技术要求的质量控制零件。

（作者单位：李心平，秦皇岛市技师学院；

王海英，秦皇岛市职业技术培训中心）