數控銑（xǐ）床（chuáng）加工（gōng）中線性尺寸的控製（zhì）方法及測頭測量係統

數控銑床（chuáng）是現代機械加工中廣泛使用（yòng）的數控機床。數控（kòng）銑床具有高（gāo）效率、高精度、高柔（róu）性等特點。一般來說，數控銑床加工的（de）零件尺寸都比較大。當我們使用數控銑床時，如何（hé）保證（zhèng）零件的尺寸（cùn）精度，優化零件的加工工藝和高效的精加工方法，清晰、高效、合（hé）理（lǐ）地完（wán）成零件（jiàn）的加工，保質保量，是每個從事機械加工行業的人都需要關注和追求的。本文介紹（shào）了兩種可（kě）以在數控銑床上精加工零件的方法:一種是在數控（kòng）編程軟（ruǎn）件中將（jiāng）餘量設置為中差來調整精加工尺寸，另一種是利用（yòng）軟件編程畫中差，利用機床上的刀具磨損來調整精（jīng）加工（gōng）尺寸。

在我國，數控技術和數控裝備的發展近年來受到了國家和各級政府的高度（dù）重視。近年來，中國在（zài）世界技能大賽中獲得了數控（kòng）車（chē）床技工技（jì）術和（hé）數控（kòng）銑削技術兩個項目的金牌。這表明，在國家和各級政府的重視下，在中國世界技（jì）能大賽各種比賽的專家和教練的努力下，中國參賽選手掌握（wò）的數控加工技術取得了長足（zú）的進步。近年來，特別是在通用微機數控領域，基於PC平台的國產數控係統（tǒng）已經走在世界前列。

但是，我國數控技術（shù）的研究和產業發展還存在（zài）很多問題，特別是在技術創新能力、先（xiān）進數控加工技術（shù）的普及和普及率等（děng）方麵。隨著科學技術（shù）的發展，生產力得到了（le）前所未有的提高，數控（kòng）機床（chuáng）在生產加工中的應（yīng）用（yòng）越來越廣泛。一般數控銑床（chuáng）加工的零件尺寸都比較大。如何在保證零件尺寸精度的同時，使加工工藝和（hé）精加工方（fāng）法更加明確（què），保質保量（liàng）高效合（hé）理的完成零件的加工，是每個（gè）從事機械加工行業的（de）人都應該（gāi）關注和總結的。作者從事數控銑床教學和工廠加工多年，加上十年職（zhí）業院校技能大賽（sài）數控銑床項目指導老師的經驗。現在（zài）給大家分享一些零件加工（gōng）中（zhōng）的線性尺寸控製技巧。

在數控銑床上加工的零件（jiàn）的線性尺寸，簡稱尺寸，是指兩點之間的（de）距離，如直徑、半徑、寬度、深（shēn）度、高度、中心距等。普通三軸數控銑床有x/y/z軸，它們由（yóu）三個獨立的伺服電機控製器控製，控製各軸的定位精度。影響各軸加工精度（dù）的因素很多（duō）。通（tōng）過查閱資料，我們現在列出幾類影響（xiǎng）各軸加工精度（dù）的因（yīn）素，大致可以分為以（yǐ）下幾類:

①機床（chuáng）誤差（chà）。機床誤差是指機床的製造誤差、安裝（zhuāng）誤差和磨損。包括機（jī）床導軌的導（dǎo）向誤差、機床主軸的旋轉誤差和機床傳動鏈（liàn）的傳動誤（wù）差。

②加工原（yuán）理誤差。加工原理（lǐ）誤差是指以近似的葉片型線或近似的傳動關係進行加工而產生的誤差。在螺紋、齒輪（lún）和複雜（zá）曲麵的加工中，經（jīng）常出現加工原理誤差。

③調（diào）整誤差。機床調整誤差是指由於調（diào）整不準確（què）而產生的誤（wù）差。

④工件中的殘餘應力

⑤加工場地的環境影響。加工現場經常會有很多小金屬屑。如（rú）果這些（xiē）金屬屑位於（yú）零件的定位麵或孔上，就會影響零件的加工精度。對於高精度（dù）加工，一些肉眼看不見（jiàn）的小金屬屑會影響精度（dù）。

⑥製造誤差和夾具磨損。夾具的（de）誤差主（zhǔ）要指定位元件、刀具導向元件、分（fèn）度機構、夾具等的製（zhì）造誤差。夾具組（zǔ）裝後，上述部件工（gōng）作麵之間的相對尺寸誤差；使用過程中夾具工作表麵的磨損。

⑦製造誤差和刀具磨損。刀具誤（wù）差對加（jiā）工精（jīng）度的影響因刀具類型而異。

⑧工藝係統受力變形。在（zài）切削力（lì）、夾（jiá）緊力、重力和慣性力的作用下（xià），工藝係統會發生變形，破壞被調整工藝係統各（gè）部件的相互位置關係，導致加工誤差的產生，影響加工過程的穩定性（xìng）。主要考慮機床、工件的變形和工藝係統（tǒng）的總（zǒng）變形。

⑨過（guò）程係統的熱變（biàn）形。在加工過程中，工藝係統受到內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環境溫度、熱輻射)的加熱變形，從而（ér）影響加工精度。綜上（shàng）所述，有九個因素會影響加工精度，但在加工過程中，這些因素在同一機床、同一環境下會減弱，主要留下工藝係統的調整誤（wù）差和應力（lì）變形。

機床調整誤差是指由於調整不準確而產生的誤差。現在為了削弱機（jī）床的調整誤差，我們在每次精加工過程（chéng）中把轉速進給固定（dìng）在刀具的合理範圍內，在每次精（jīng）加工過程中（zhōng）固定切削量，以（yǐ）消除切（qiē）屑力的反作用力對被削弱的機（jī）床產生的切削誤差的影響。切削參數以固定速度進給（gěi）後，軟件編程中的精加工次數分為兩次，兩次（cì）間隔為0.015mm，保證每次切削量一致，消除削弱讓刀的因素。另一方麵，機床各軸的絲杠側隙不一致，調整尺寸時，分別按X方（fāng）向、Y方向、Z方向調（diào）整。在精加工零件之前，我們用粗加（jiā）工（gōng）刀具對工件進行粗（cū）加（jiā）工，並留有大約0.5毫米的精加工餘量。

由於夾緊力在粗加工時會引起工件（jiàn）一定的變形，所以粗加工後需要先鬆開虎鉗，然後用合適（shì）的夾緊（jǐn）力來調整（zhěng）和減（jiǎn）小夾緊力，以恢複或減小（xiǎo）工件的變形。重新夾緊後，設置工作台，將刀具更（gèng）換為精（jīng）加（jiā）工刀具，並調整進給速度。分別細化xyz方向（xiàng）上的尺寸。在xy軸上精加工尺寸有兩種方法，一種是通過在數控加工編程軟件（jiàn）上設置餘量為中偏差來調整精加工尺寸，另（lìng）一種是通（tōng）過軟件編程（chéng）畫出中（zhōng）偏差，利用（yòng）機床上的刀具磨損來調整精（jīng）加工尺寸。

①將數控加工編程軟件（jiàn）上的餘量設置為中偏差來調（diào）整精加工尺寸的方法如（rú）下:X方向精加工法:首先在零件加工圖上找一個用千分尺很容易測出（chū）的凸台特征尺（chǐ）寸作為參考尺寸。比如尺寸為550-0.02，在編程軟件上編製精加工程序，軟件上精加（jiā）工程序的餘量設置為公差（chà）的（de）中值-0.01，補償改為機床。半精加工一次，測量尺寸，修改機（jī）床上對應刀號的磨損值。同時對（duì）稱精加工凸台特征的左右兩側，通過多次使用同一程序精加工到尺（chǐ）寸的中間值，例如55-0.01。在尺（chǐ）寸可接受的範圍內，尺寸（cùn）合格（gé）後在機床上記下相應刀具的磨（mó）損值，然後以該刀具（jù）在X方向的磨損值為準。

我（wǒ）們將驗證X方向的其（qí）他特征尺寸，當其他（tā）凸台尺寸為45+0.01-0.01時，我們可以計算出45+0.00的尺寸偏差。我們（men）會在編程軟件上編製（zhì）精加工程序，在軟件（jiàn）上設置精加工程序的餘（yú）量（liàng）為公差0的中值，將補償改為機床。生成的程序導入機床，導入（rù）機床進行精加工就可以得到45的尺寸。用千分尺測量，測量誤差小於0.003毫米。該方法（fǎ）驗證了同一凸台尺寸的兩種計算方（fāng）法。

其次，以此類推，X方向其他維度的邊距值設置為中值。補償改為機床（chuáng）。生成的程序導入機床，再導入機床進行精加工（gōng）。用同樣的（de）方法計算。按照這個（gè）方法，經過多次驗證，反複試驗，都是正確的。y方向（xiàng）尺寸精加工方法:首先在零件加工圖上找一個可以用千分尺方便測量的凸（tū）台特征尺寸作為參考尺寸。比如尺寸為250-0.02，在編（biān）程軟件上編製（zhì）精加工程序，軟件上精加工程序的餘量設置為公差的中值-0.01，補償改為機床。

半精加工一次，測量尺（chǐ）寸，修改機床（chuáng）上對應刀號的（de）磨損值。同時對稱（chēng）精加工凸台特征的左右兩側，用同一程序多次精加工到尺寸的中位誤差，例如25-0.01。在合格（gé）尺寸範圍內，尺寸合格（gé）後在機床上記下相應刀具的磨損值，然後以該刀具在Y方向（xiàng）的磨損值為（wéi）準。

我們將驗證Y方向的其（qí）他特征尺寸（cùn），當其他凸台尺寸為65+0.01-0.01時，我們可以計算出65+0.00的尺（chǐ）寸偏差。我們會在編程軟件上編製精加工（gōng）程序，在軟件上設置精加工程序的餘量為公差0的中（zhōng）值，將補償改為機（jī）床。生成的程序導入機床，導入機（jī）床進行精加工就可以得到65的尺寸。用千分尺（chǐ）測量（liàng），測量誤差小於0.003毫米。該方法驗證了同一凸台尺寸的兩種計算（suàn）方法。其（qí）次，以此類推，Y方向其他維度的（de）邊（biān）距（jù）值設置為中值。補償改為機床。生成的程序（xù）導（dǎo）入機床（chuáng），再導入（rù）機（jī）床進行精加工。用同樣的方法計算。按照這個（gè）方法，經過多次驗證，反複試驗，都是正確的。

②用（yòng）軟件編（biān）程圖形畫中差，利用機（jī）床上的刀具磨損調整精加工尺（chǐ）寸的方法如（rú）下（xià）:X方向尺寸精（jīng）加工法:精加工尺寸前，對零件進行粗加工。在（zài）精加工尺（chǐ）寸之前，我們將機（jī）床上精加工刀具的相應磨損改為0.2。這種方法需要先計算出圖紙中尺寸（cùn）公差的中值。在軟件編程中，每一個需（xū）要尺寸公差（chà）的尺寸都以公差的中值為標準尺寸繪製到cg動畫中（zhōng）。比如某個（gè）320-0.02的尺寸，實（shí）際上（shàng）是按照32-0.01畫成圖的。完成試切時，隻需將軟件編程餘量設置為0，將補（bǔ）償換到一台機床上，送機床加工即可。先半成品一刀，測量這（zhè）個尺寸並在機（jī）床上修改這個刀號下的磨損值（zhí），直到尺寸無（wú）限接近32-0.01，修複磨損。X方向的其他尺寸用同一把刀修剪，程序餘量設置為0，然（rán）後送（sòng）到機床直（zhí）接修剪其他尺寸（cùn）。用千分尺（chǐ）測量，測量誤差小（xiǎo）於0.003毫米（mǐ）。如果在加工中使用第二把精加工刀（dāo），同樣的原理也適用。

Y方向（xiàng）尺寸精加工方法:Y方向（xiàng）尺寸。在精加工尺寸之前，我（wǒ）們（men）將機床上精加工刀具的相應磨損（sǔn）改為0.2。這種方法需（xū）要先計算出圖紙中尺寸公差的中值。在軟件編程中，每個需（xū）要（yào）尺（chǐ）寸公差的尺寸都（dōu）以（yǐ）公差的中值作為標準尺寸繪製到cg動畫中。例（lì）如，220-0.02的尺寸實際上是按照22-0.01繪製到圖紙中的。完成試切時，隻需將軟件編程餘量設置為0，將補（bǔ）償換到一台機（jī）床上，送機床加工即可。先半成（chéng）品一刀，在（zài）機（jī）床上測量尺寸並修改此刀號下的磨損值，直到尺寸無限接近（jìn）22-0.01，修複磨損。X方向其他尺寸（cùn）用同一把刀完成尺寸程序餘（yú）量並置0，送機床直接完成其他尺寸。

用千分尺測量，測量誤差小於0.003毫（háo）米。如果在加工中使（shǐ）用（yòng）第（dì）二把精加工刀，同樣的原（yuán）理也適用。修複Z軸深（shēn）度尺寸時，也是（shì）計算誤差。盡量用同一（yī）把刀完成不（bú）同高（gāo）度的底麵（miàn），節省測量和調（diào）整的時間。比如粗加工，底部尺寸的精加工（gōng）量隻有0.2左右，先精加工總（zǒng）厚度，再精加工其他深度尺（chǐ）寸，以上表麵為基準進（jìn）行（háng）測（cè）量。

為了保（bǎo）證精（jīng）加工後的表麵質量，精加工時的進給速度不能超過600毫米/分（fèn）鍾。當該（gāi）補償功（gōng）能（néng）應用於同一工具（jù）時，該變化被視（shì）為機床的磨損。牢記這兩種保證大小的方法，在編程中靈活運用，可以大大簡化編程工作，達（dá）到（dào）快速準確的效果。

以上兩種方法在數控銑床加工（gōng）中起著非常重要的作用，使得（dé）數控（kòng）加工程序簡單、易（yì）懂、準確、有效（xiào）。以（yǐ）上是筆者多（duō）年（nián）從事指導學生數控技能競賽總結出來的方法。由於本人水平有（yǒu）限，如有不足之處請指正（zhèng）。總之，數控機床技術（shù）的日益進步和快（kuài）速發（fā）展，為（wéi）我國現代製造業的發展提供了良好的硬件條件，促進了我國製造業向高效率、高質量和智能（néng）製造方向發展。

機床探頭有什麽（me）用？

1、自動識別機床精度誤差，自動補償（cháng）機床（chuáng）精度。

2.代替人工，做自動對中（zhōng）、找邊、測量、坐標（biāo）係自（zì）動校（xiào）正、自動修刀。

3.直接在機床上（shàng）測量大型複雜零件的曲麵。

4.提高現有機床的加工能力和精度。大型單件產（chǎn）品在線（xiàn）校正（zhèng）一次完成，無需二次裝夾和（hé）返工（gōng）修複。

5.比較測量結（jié）果並報告（gào）。

6.提效增（zēng）產，保證產品合格（gé）率。

目前，針對機械製造加工行業遇到的產品合格率低、加工效率低、人工成本高等共性問題，提出了新的解（jiě）決方案。開發的測（cè）量係統可以提高工作效率，減少輔助夾緊時間，自動測量直線度，快速定位夾具（jù）位置，自主定位（wèi），控（kòng）製手動調整時間。