數控銑（xǐ）床加工中線性尺寸的（de）控製方法及測頭測量係統（tǒng）

數控銑床是現代機械加工中廣泛使用的數控機床。數控銑床具有高（gāo）效率（lǜ）、高精度、高柔性等特點。一般來說（shuō），數控銑床加工的零件尺寸都比較大。當我們使用數控銑（xǐ）床時，如何保證零件的尺寸精度，優化零件的加工工藝和高效的精加工方法，清晰、高效、合（hé）理地完成（chéng）零（líng）件（jiàn）的加工，保質保量，是每（měi）個從事（shì）機械（xiè）加工行業的人都（dōu）需要關注和追求的。本文介紹了兩種可以在數控銑床上精加工零件的方（fāng）法:一種是（shì）在數控編程軟件中將餘量設置為中差來調整精加工尺寸，另一種是利用軟件編程畫中差，利用機床上的刀具磨損來調整精加工尺（chǐ）寸。

在我國，數控（kòng）技術和數控（kòng）裝備的發展近年來受到（dào）了國家和各級政府的高度重視。近年來，中國在世界技能大賽中獲（huò）得（dé）了數控車床技工技術和數控銑削技術兩個項目的金（jīn）牌（pái）。這表明，在國（guó）家和各級政府的重視下，在中國世界技能大賽各種比（bǐ）賽的專家和教練的努力下，中國參賽選手掌握的數控加工技術取得（dé）了長足的進步。近年來（lái），特別是在通用微機數控領域，基於（yú）PC平台的國產數控係（xì）統已經（jīng）走（zǒu）在世界前列。

但是，我國數控技術的研（yán）究和產業發展還存在很多問題，特別是在技術創新能力、先進數控加工技術的普及和普及率等（děng）方麵。隨著科（kē）學技術的（de）發展，生產力得到了前所未有的提高，數控機床在生產加工中的應用越來越廣（guǎng）泛。一般數（shù）控（kòng）銑（xǐ）床加工的（de）零件尺寸都比較大。如何（hé）在保證零件尺（chǐ）寸精度的同時，使加工工藝和精加工方法更加明確，保質保量（liàng）高（gāo）效合理的完成（chéng）零件的（de）加工，是每個（gè）從事機械加工行業的人都應該關注和總結的。作者從事數控銑床教學和工廠加工多年（nián），加上十年職業院校技能大賽數控銑床項目指導老師的經驗。現在給大家（jiā）分享（xiǎng）一些零（líng）件加工中（zhōng）的線性尺寸（cùn）控製技巧。

在數控銑床上加工（gōng）的零件的線（xiàn）性尺寸，簡稱尺寸，是指兩點之間的距離，如直徑、半徑、寬度、深度、高度、中心距等。普通三軸數控銑床有x/y/z軸，它（tā）們由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（gè）軸加（jiā）工精度的因素很多。通過查閱資料，我們現在列出幾類影響各（gè）軸加工精度的因素，大致可以分為以下幾類:

①機床誤差。機（jī）床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損。包括機床（chuáng）導軌的導向誤（wù）差、機床主軸的旋轉誤差和（hé）機床傳動鏈的傳動誤差。

②加（jiā）工原理誤（wù）差。加工原理（lǐ）誤（wù）差是指以近似（sì）的葉片型線或近似的傳動關係（xì）進（jìn）行加工而產生的誤差。在螺紋、齒輪和複雜曲麵的加工中，經常出（chū）現加工原理誤差。

③調整誤差。機床調整誤（wù）差是指由於調整不準確而產生的誤差。

④工件中的殘餘應力（lì）

⑤加工場地的環境影響。加工現場經常會有很多小金屬屑。如果這些金屬屑位於（yú）零件的定位麵（miàn）或孔上，就會（huì）影響零件的加工精度。對（duì）於高精度加工，一些（xiē）肉眼看不見的小（xiǎo）金屬屑會影（yǐng）響精度。

⑥製造誤差和夾具磨損。夾具的誤差主要指定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具等的製造誤差。夾具組裝後，上述部件工（gōng）作麵（miàn）之間（jiān）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。刀具誤差對加（jiā）工精（jīng）度的影（yǐng）響因刀具類型而（ér）異。

⑧工藝係統受力（lì）變形。在切削力、夾緊力、重力和慣性力的作用下，工藝係（xì）統會發生變形，破壞被調整工藝係統各部（bù）件（jiàn）的相互（hù）位置關係，導致加（jiā）工誤差的（de）產（chǎn）生，影響加工過程的穩定性。主（zhǔ）要考（kǎo）慮（lǜ）機床、工件的變形和工（gōng）藝係統的總變形。

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

機床調整誤差是指由於調整不準確而產生的誤差。現（xiàn）在（zài）為（wéi）了削弱機床的調整誤差，我們在每（měi）次精加工過程中把轉速進給固定在刀具的合理範圍內，在每次（cì）精加工過程中固定切削量，以（yǐ）消除切屑力的反作用力對被削弱的機床產生的（de）切削誤差的影響。切削參數以固定速度（dù）進給後，軟件編程中的精加工次數分（fèn）為兩次，兩次間隔為0.015mm，保證每次切削量一致，消除削弱（ruò）讓刀的（de）因素。另一方麵，機床（chuáng）各軸（zhóu）的絲杠側隙（xì）不一致，調整尺寸時，分別按X方向、Y方向、Z方向調整。在精加工零件之前，我們用粗（cū）加工刀具對（duì）工（gōng）件進行粗加工，並留有大（dà）約0.5毫（háo）米的精加工餘量。

由於夾緊力在粗加工時會引起工件一定（dìng）的變形，所以（yǐ）粗加工後需要先鬆開虎鉗，然（rán）後用合（hé）適的夾緊力來調整和減小夾緊（jǐn）力，以恢複或減小工件的變形。重新夾緊後，設置工作台，將刀具更換為精加工刀具，並調整（zhěng）進給速度。分別（bié）細化xyz方向上的尺寸。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（chéng）軟件上設置餘量為中偏差來調整精加工尺寸，另一種是通過軟件編程畫出中偏差，利用機床上的刀具磨損來調整精加工（gōng）尺寸。

①將（jiāng）數控加工編程軟件上的餘量設置為中偏差（chà）來調整（zhěng）精加工尺寸的方法如下（xià）:X方向精加工（gōng）法:首先在零件加工圖上找一個用千分尺很容易測出的凸台特征尺寸作為參考尺寸。比如尺寸為550-0.02，在編程軟件上編（biān）製精加工程序，軟件上精加工程序的餘量（liàng）設置（zhì）為公差的中值-0.01，補償改為機床。半精加工一次，測量（liàng）尺（chǐ）寸（cùn），修（xiū）改機床上對應刀號的磨（mó）損值。同時對稱精加工（gōng）凸台特（tè）征的左右兩側，通過多次使用同一程序精加工到尺寸的中間值，例如55-0.01。在尺寸（cùn）可接受的範圍內，尺寸合格後在機床上記下相應刀具的（de）磨損值（zhí），然（rán）後以該刀（dāo）具在（zài）X方向的磨損值（zhí）為（wéi）準。

我們將驗（yàn）證X方向的其他（tā）特征尺寸（cùn），當其他凸台尺寸為（wéi）45+0.01-0.01時，我們可以（yǐ）計算出45+0.00的尺寸偏差（chà）。我（wǒ）們會在編程軟件上編製精加工程序，在軟件上設置精加工（gōng）程序的餘量為公差0的中值，將補償改為機床。生成的程序導入機床，導入機床進行精加工就可（kě）以得到45的尺寸。用千分尺測量，測量（liàng）誤差小於0.003毫米。該方法驗證了同一凸台尺寸的（de）兩種計（jì）算方法。

其次，以此類推，X方向（xiàng）其他維度的邊距值（zhí）設置為中值。補（bǔ）償（cháng）改為機床。生成的程序導入機床，再導入機床進行精加工。用同樣的方法計（jì）算。按照這個方（fāng）法，經過多次驗證（zhèng），反複試驗，都（dōu）是正確的。y方向尺寸精（jīng）加工方（fāng）法:首先在零件加工圖上找一個可以用千分尺方（fāng）便測量的凸台特征尺寸作為參考尺寸。比如（rú）尺寸為250-0.02，在編程軟（ruǎn）件上編製精加工程序，軟件上精加工（gōng）程序的餘量設置為公差的中值-0.01，補償改（gǎi）為機床。

半精加工一次，測量尺寸，修改機床上（shàng）對應刀號的磨損值。同時對稱精加（jiā）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。在合格尺（chǐ）寸範圍內（nèi），尺（chǐ）寸合格後在機床上記下相應刀具的磨損值，然後（hòu）以（yǐ）該刀具在Y方向的（de）磨損值為準。

我們將驗（yàn）證Y方向的（de）其他特征（zhēng）尺寸，當其（qí）他凸台尺寸為65+0.01-0.01時，我們可以計算出65+0.00的尺寸偏差。我們會在編程（chéng）軟（ruǎn）件上編製精加工程序，在（zài）軟件上設置精加工程（chéng）序的餘量（liàng）為公差0的中（zhōng）值，將補償改為機床。生（shēng）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（fèn）尺測量，測量誤（wù）差小於0.003毫米。該方法驗證了同一凸（tū）台尺寸的兩種計（jì）算方法。其次（cì），以（yǐ）此類推，Y方向其他維度（dù）的邊距值設置為中值。補償改為機床。生成的（de）程序導入機床，再導入機床進行精加工。用同樣（yàng）的方法（fǎ）計算。按照這個方法，經（jīng）過多次驗證，反複試驗，都是（shì）正確的。

②用軟件編程圖形畫中差，利用機床上的（de）刀具（jù）磨損調整精加工尺寸（cùn）的（de）方法（fǎ）如下:X方向尺寸精加工法:精加工尺寸前，對零件進行粗加（jiā）工。在精（jīng）加工尺寸之前，我們（men）將機床上精加工刀具的相應磨損改為0.2。這種方法（fǎ）需要先計算出圖紙中（zhōng）尺寸公差的中（zhōng）值。在軟（ruǎn）件編程中，每一個需要尺寸公（gōng）差的尺寸都以公差的中值為標準尺寸繪製到cg動（dòng）畫中。比如某個320-0.02的尺寸，實際上是按照32-0.01畫成圖的。完成（chéng）試切（qiē）時，隻需將（jiāng）軟件編程餘量設置為0，將補償換到一台機床上，送機床加工即可。先半成品一刀，測量這個尺寸並（bìng）在機床上（shàng）修改這個刀號下的磨損值，直到（dào）尺寸無限（xiàn）接近（jìn）32-0.01，修（xiū）複磨損（sǔn）。X方（fāng）向的其他尺寸用同一把（bǎ）刀（dāo）修剪，程序餘量（liàng）設置為0，然後送到機床直接修剪其他尺寸。用千分尺測量，測量誤（wù）差小於0.003毫米。如果在加工中（zhōng）使用第二把精加（jiā）工刀，同（tóng）樣（yàng）的原理也適（shì）用。

Y方向尺寸精加工（gōng）方法:Y方向尺寸。在精加工尺（chǐ）寸之前，我們將機床上（shàng）精加工刀具的相應磨（mó）損改為0.2。這種方法需要先計（jì）算出圖紙中尺寸公差的中（zhōng）值（zhí）。在軟件編程（chéng）中（zhōng），每個需要尺寸公差的尺寸都以公差的中值作（zuò）為標準尺寸繪製到cg動畫中。例（lì）如，220-0.02的尺寸實際上（shàng）是按照22-0.01繪製到圖紙中的。完成試切時，隻需將（jiāng）軟件編程餘量設置為0，將補償換到一台機床上，送機床加工即可。先半成品一刀，在機（jī）床上測量尺寸並修改此刀號下的磨損值，直（zhí）到尺（chǐ）寸無限（xiàn）接近22-0.01，修（xiū）複磨損。X方向（xiàng）其他尺寸用同一把刀完成尺寸（cùn）程序餘量並置0，送機（jī）床直接完成其他尺寸。

用千分尺測量，測（cè）量誤差小於0.003毫米。如果在加工中使用第二把精加工刀（dāo），同樣的原理也適用。修複Z軸深度尺寸時，也是計算誤差。盡量用同一把刀完成不同高（gāo）度的底麵，節省（shěng）測量和調（diào）整的時間。比如粗加工，底部尺寸的精加工量隻有0.2左右，先精加工總厚度，再精加工其（qí）他（tā）深度尺寸，以上表麵為（wéi）基準進行測量。

為了保證精加工後的表麵質量，精加工時的進給速度不能超過600毫米/分（fèn）鍾。當該補償功能應（yīng）用於同一工具時，該（gāi）變化被視為機床的磨損。牢記這（zhè）兩種保證大小的方法，在編程（chéng）中靈活運用，可以大大簡化編程工作，達到快速準確的效果。

以（yǐ）上兩種方法在數控銑（xǐ）床加工（gōng）中起著非常（cháng）重要的作用（yòng），使得數控加工程序簡單、易懂、準確、有效。以上是筆者多年（nián）從事指導學生數控（kòng）技能競（jìng）賽總（zǒng）結出來的方法（fǎ）。由於本人水（shuǐ）平有限，如有不足之處請指正。總之，數控機床技術的日益進步（bù）和快速發展（zhǎn），為（wéi）我國現代製造（zào）業的發展提供（gòng）了良（liáng）好的硬件條件，促進了我國製造業向高效率、高質量和智能製造方向發展。

機床探頭有什麽用？

1、自動識別機床精度誤差，自動補償機床精度。

2.代替人工，做自動對中、找邊、測量、坐標係自動校正、自動修刀。

3.直接在機床上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。大型單件產品在線校正一（yī）次完（wán）成，無需二次裝夾和返工修複（fù）。

5.比較（jiào）測量結果並報告。

6.提效增產，保證產品合格率。

目前，針對機械（xiè）製造加工行業遇到的產品合格率低、加工效率（lǜ）低、人工成本高等共性問題，提出了新的解決方案。開發的測量（liàng）係統可以提高工作效率，減少輔助夾（jiá）緊時間，自動（dòng）測量直線度（dù），快速（sù）定位夾具（jù）位（wèi）置，自主定位，控製手動調整時間。