数控车(精加工)尺寸控制方法
《数控车削加工——控制尺寸精度》——将党史教育融于课程思政教学案例
《数控车削加工——控制尺寸精度》——将党史教育融于课程思政教学案例发布时间：2021-10-25T05:28:31.785Z 来源：《教学与研究》2021年21期作者：刘超龚玲丽[导读] 以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导开展教学，为党育人，为国育才。
刘超龚玲丽湖北省孝感市工业学校 432000一、教学背景以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导开展教学，为党育人，为国育才。
数控车削加工采用理实一体化教学，通过前面章节的学习，同学们能手工编制一些典型零件的车削程序，如何控制尺寸精度，保证质量还未知。
质量是企业的生命，习近平总书记针对质量问题发表了一系列重要讲话。
将质量和效益提升纳入国家发展战略层面，推动建设质量强国的指导思想和发展目标。
控制尺寸精度是数控车削加工的一个重要知识点，它是提高产品质量的关键。
本内容教学四学时。
二、教学目标（一）知识与技能目标掌握用修改刀具磨损的方法改变零件直径和长度尺寸（二）过程与方法目标通过调整X向和Z向磨损来保证零件的尺寸精度，从而提高零件质量（三）思想政治教育目标培养学生精益求精、吃苦耐劳的工匠精神、提高学生质量意识和对产品质量的重视程度、增强学习自信和民族自信三、教学重点、难点（一）教学重点修改车刀磨损量来控制尺寸精度（二）教学难点提高学生质量意识和对产品质量的重视程度四、教学设计（一）教学准备（1）学生分组。
全班50人，分成A、B两大组，理论和实操两大组交替进行，按“同组异质”每一大组分成5个小组，每组5人，1名组长担任质量管理人员和安全管理人员。
（2）实操设备准备。
5台数控车削及配套的工、刀、量具；图纸和毛坯。
（二）教学实施（1）导：拿去今年数控技能大赛选手的作品，进行功能性演示，结果某一个地方功能不能实现。
教师提问：是什么原因造成的？我们应该怎么预防？由此引出今天的课题。
设计意图：拿学生的作品出现的问题为切入口，创设情景，有利于吸引学生的注意力，树立榜样，激发学习兴趣。
数控车床的对刀方法及修改刀补控制尺寸精度
工出的产 品就有误差或报废 ， 至会发生撞刀现象 。 甚
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图 ２ 手 动 切 削 外 圆
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（３停止主轴旋 转 ， 量 ｚ向端 面至切削 点距离 ｄ 假定 １） 测 （
《 装备制造技术）０７ ） ０ 年第 ８ ２ 期
重复步骤（０ 至（３ ， １ ） １ ）即可完成所有刀的对刀。 （５ 如果 程序 首句为 Ｇ ０ ０ Ｚ ０ 在 录人操作 方式 、 １） ５ Ｘ１０ １０， 程 序状态页面下执行 Ｇ Ｏ ０ Ｚ ０ ， ＯＸ１Ｏ １ ０使刀具 回到起刀点。
清零 。 （０ 按 刀 补 键 处 于 刀 具 偏 置 页 面 状 态 下 ， ０ １号 刀 偏 １） 置 ０ 的 Ｘ刀 补 为 零 。
１试 切 对 刀法
１１ 程 序 首 句 用 Ｇ ０指 令 ． ５
Ｇ ０指令 的格式是 Ｇ ０ Ｚｐ， 中 和 ｐ 是对 刀点 到 ５ ５Ｘ 其 工件坐标 系原点 的有 向距离 ， 当执行 Ｇ ０ Ｚ 指令后 ， ５Ｘ ｐ 系统
（） ６ 在手动方式下移动刀具 ， 在切削余量 下使 刀具沿工件
外 圆 Ｂ切 削 。
（ ） ｘ轴不动 的情况下沿 ｚ轴释放刀具 ， 且停止主轴 ７在 并 旋转 ， 测量工件外 圆尺寸 ｃ假定为 ２ ． ｍ ｏ （ ９５ ａ ｒ （） ８ 在录入操作方式 、 程序状态页面下运行 Ｇ ０ ２ ．。 ５Ｘ ９ ５ （） ９ 按位 置键 ， 于相对坐标 页面状 态下 ， 处 使相 对 坐标 ｕ
在数控车 削前 ， 必须要进行对 刀 ， 对刀 的 目的是确定 程序 原点在 机床坐标系中位置及刀位偏差值。 所谓对刀包含三方面
数控机床车削加工质量控制方法
数控机床车削加工质量控制方法摘要：由于社会的不断进步，中国市场的竞争形势逐步恶化，面对这种形势，机械加工制造业的发展需要制造业进行深刻的改革和有效的创新。
数控加工技术在机械制造过程中的应用可以提高机械加工的质量和效率，更好地满足机械零件加工制造的多样化需求，有助于提高机械制造行业的整体水平。
基于此，本文章对数控机床车削加工质量控制方法进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：数控机床；车削加工；质量控制；方法引言在多种外界因素的联合作用下，产出的零件会出现不同程度上的质量问题，尤其是在零件批量生产过程中，一旦编定程序出现误差，便会对产出的零件造成不可逆的损伤，最终导致生产的成果质量不达标而被废弃或返修。
因此，有必要在生产加工中，采取可行的措施，对生产中各项参数进行实时把控，提升数控机床车削加工质量与综合水平。
通过此种方式，实现在保证生产效率的同时，提高现代化产业的数字化生产能力。
一、数控加工技术概述数控加工技术主要用于制造生产，机床组件由计算机技术控制，提高制造生产自动化水平。
数控加工技术可以从软硬件两个部分介绍，对于软件部分，主要是数控加工技术中的程序编码系统和计算机系统。
在机械制造过程中，需要使用程序代码建立系统程序，指定零件制造尺寸，使用适当的制造材料完成机械产品的自动制造过程。
在全球制造中，会产生大量资料资讯，并可在弹性制造系统中有效使用。
此外，就硬件而言，这些设备主要是机器设备工具和用于制造机器的其他设施，等等。
它们是机器制造中的主要安装工具。
过去，机床的制造主要是通过手工操作进行的，而数控加工技术的使用则取代了一些手工操作，使使用传感器和数据参数的生产实现了自动化。
二、数控机床车削加工质量的影响因素（一）刀具参数因素在加工数控车床时，零件通常由车床加工，在加工车削刀具时，有几个因素会影响零件，包括刀具的主偏差和刀尖圆弧半径，这不可避免地导致在加工外圆时出现相对较小的误差问题同时，如果在特定加工过程中完全忽略这些错误，则可能导致主刀具偏心角减小，并且在工件加工过程中误差逐渐增大。
《数控车削加工》课程标准
《数控车削加工》课程标准一、课程信息课程名称：数控车削加工课程类别：专业技能平台课程适应专业：数控技术应用学时学分：186学时，占IO学分开课学期：第3、4学期二、课程概述《数控车削加工》是数控技术应用专业的专业核心课程之一，是基于岗位职业标准和工作过程，以行动导向为基础的模块式教学做一体化的课程。
本课是在学生学习了钳工技能实训、车工技能实训、机械基础、机械制图、极限配合与机械测量、电工基础等课程的基础上，以典型零件为载体培养学生分析零件图纸的能力、数控车床加工工艺分析编制、数控程序编写、数控车床操作、零件质量检测控制等职业能力。
有机地融入理论知识与操作技能，形成“课程模块对接岗位能力”的模块化课程。
教学评价按照过程控制、持续改进的原则，采取过程评价与结果评价相结合的方式，重点评价学生的综合职业能力。
三、课程目标（一）总目标通过本课程的学习，培养学生建立互换性、极限配合与机械测量高质量产品的概念;能正确识读机械图样上公差、配合及表面粗糙度，并能熟练查阅相关国家标准；能正确选择和使用生产现场的常用量具对一般的几何量进行综合检测。
（二）素质目标1.培养学生严谨细致、精益求精的工作态度；2.培养学生爱岗敬业、勤恳踏实的职业态度；3.培养学生与人沟通能力、团结协作的精神；4.培养学生认真负责、遵章守纪的职业作风；5.培养学生养成良好的安全、环保意识。
6.培养学生学以致用，不断创新的职业能力。
（三）知识目标1.熟悉数控车间管理规程、数控车床安全操作规程；3.认识不同车刀、钻头的结构、功能；4.掌握数控车削编程S、T、F、M、G等指令代码及其编程格式;5.熟悉数控车床维护保养规程；6.掌握切削用量合理选用的相关知识；7.认识常用工具、夹具、量具的结构、功能；8.掌握利用粗加工、精加工控制尺寸的方法；9.掌握简单轴类的编程与加工及仿真应用；10.掌握简套类的编程与加工；11.掌握复杂轴类的加工；12.掌握复杂套类的编程与加工；13.掌握配合件的编程与加工。
数控车床的几种精确对刀方法
数控车床的几种精确对刀方法数控车床是一种通过计算机控制实现工件切削的自动化机床。
在数控车床的使用过程中，精确对刀是非常重要的一步，它决定了工件的加工质量和精度。
下面将介绍几种常见的数控车床精确对刀方法。
1. 工件测量法：这是最基本的对刀方法，即通过量具来测量工件的尺寸，然后根据工件的实际尺寸来调整刀具的位置，以确保切削位置与工件要求一致。
这种方法适用于尺寸较小的工件，如直径小于200mm的轴类零件。
2. 示值表法：这是一种通过示值表来测量工件与刀具之间的距离，进而调整刀具位置的方法。
示值表的工作原理类似于千分尺，通过测量两个接触点间的位移来确定距离，通过示值表的读数来确定刀具位置是否正确。
这种方法适用于较大尺寸的工件，如直径大于200mm的轴类零件。
3.比较法：这是一种通过对比工件和标准工件之间的差异来判断刀具位置是否正确的方法。
首先需要准备一个与工件尺寸要求一致的标准工件，然后将标准工件固定在主轴上，调整刀具位置，使得切削位置与标准工件相吻合。
然后将工件固定在主轴上，通过比较工件和标准工件之间的差异，调整刀具位置，直至二者之间的差异最小。
这种方法适用于形状复杂、尺寸要求高的工件。
4.零刀具法：即在对刀时使用一个零刀具，这个刀具的长度和切削刀具相同，但是没有切削刃。
首先将零刀具安装在刀塔上，通过调整零刀具的位置和工件之间的间隙，使得零刀具与工件接触，然后通过测量零刀具与工件的间隙来确定刀具位置是否正确。
当零刀具与工件之间的间隙为零时，即可确定刀具位置正确。
这种方法适用于切削刀具无法直接测量的情况下，如刀具形状复杂或刀具长度超过测量仪器范围的情况。
需要注意的是，对于数控车床的精确对刀方法，不同的机床可能会有不同的要求和适用范围，具体的对刀方法应根据机床的实际情况和工件要求来选择。
在对刀过程中，还需要注意对刀时机床的静止状态、对刀速度和对刀力度的控制，以确保对刀的准确性和稳定性。
此外，对于精度要求较高的工件，还可以采用自动对刀装置、光学对刀仪等专用设备来实现更精确的对刀。
数控车床实习中控制零件尺寸精度的方法
数控车床实习中控制零件尺寸精度的方法作者：李建新来源：《中国科技纵横》2016年第02期【摘要】尺寸精度是指加工后的工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度，学生在数控车床实习中加工的零件简单，工艺单一，机床刀具实现由实习教师配置，因此，学生在数控车床实习中想要提高零件的尺寸精度，需要注意机床操作中的操作技巧。
本文实例探讨了学生实习操作中，提高零件的尺寸精度的常用的控制方法，如准确对刀，刀具磨耗补偿调整，修改程序中的尺寸控制精度。
【关键词】数控机床操作校内实习零件精度控制尺寸精度是指加工后的工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度，实际加工后的零件尺寸与图纸要求尺寸总会有偏差，这种偏差就是加工误差，加工误差越小，零件的尺寸精度越高。
造成加工误差的因素多种多样。
学生在数控车床实习中加工的零件简单，工艺单一，机床、夹具刀具等工具不可选择，因此，学生在数控车床实习中想要提高零件的尺寸精度，只能注意机床操作中的操作技巧。
以下以学生实习题为例，总结几点适合学生在数控车床实习操作中提高尺寸精度的方法。
1题目及要求（1）编写图示（如图1）零件程序，并进行加工调试。
（2）精加工余量0.8mm。
（3）安全生产。
（4）毛坯：￠30塑料棒。
车刀：正偏刀93度外圆车刀。
2实训步骤：（1）分析工件图样，选择定位基准和加工方法，确定走刀路线选择刀具和装夹方法，确定切削用量参数。
（2）数控加工程序编制。
（3）输入程序、检查、校验。
（4）对刀与刀具检验。
（5）零件自动加工。
（6）根据零件图纸（如图1）要求，选择量具对工件进行检测，并对零件进行质量分析。
3控制尺寸精度方法本零件加工工艺简单，即：工件装夹—粗加工——精加工。
在整个零件加工过程中，车床状态，刀具选用等条件，教师已经给学生准备好，学生不能自己进行选择，要提高零件精度，需要在加工过程中注意操作技巧。
总结以下几点：3.1准确对刀我校学生在实习时，采用试切法对刀。
试切法对刀操作方便，容易掌握，也是工厂工人常用的对刀方法。
数控车床加工精度控制的方法
数控车床加工精度控制的方法摘要：操作数控车床加工时，采用何种方法控制加工精度，是技术人员需要掌握的关键技能，本文以2022年全国职业院校技能大赛，数控综合应用技术赛项样题，自行小车中的关键零件车轮的加工为例，介绍了在数控车床上加工车轮零件时精度控制的方法。
同时对该方法的基本原理、具体操作和注意事项都进行了详细阐述。
关键词：数控车床；加工精度；方法引言本文以2022年全国职业院校技能大赛，数控综合应用技术赛项样题，自行小车中的关键零件车轮（如图1所示）的加工为例，介绍了在数控车床上加工车轮零件时精度控制的方法。
在样题中车轮零件为批量件，车轮零件加工精度控制的好坏将直接影响自行小车能否完成功能测试，行驶3m并通过2mm和4mm高的障碍，而加工车轮零件最难的是端面槽小径、同轴度的精度控制和防止车轮零件变形，所以控制好精度和防止车轮零件变形就已经成功了一大半。
竞赛任务书要求：①根据图纸要求完成4个批量赛件的加工；②根据评分标准完成评分内容的检测；③安全文明生产。
毛坯：φ60×240mm的45钢棒料。
刀具：外圆车刀、外圆切槽刀、φ14麻花钻、φ12整体硬质合金镗刀、加工范围φ20～φ45的断面切槽刀。
量具：游标卡尺、25～50千分尺、50～75千分尺、25～50公法线千分尺、深度游标卡尺、16～20内径三点千分尺、40～50内径三点千分尺、杠杆百分表及磁力表座×2。
机床及夹具：机床型号CK6150；三爪卡盘硬爪、软爪各一副。
通过对车轮零件图纸的分析可知，主要的目的是考察学生的工艺分析、机床操作、工量刀具的选择及使用、精度控制等综合能力。
图1 车轮图样一、车轮加工工艺及优化1.用硬爪夹持毛坯，伸出长度不少于50mm，钻孔孔深不少于90mm，平右端面，对刀（含外圆车刀、切槽刀、端面切槽刀、镗刀）；2.粗加工外轮廓至Z-45mm处，粗加工右端内轮廓至Z-35mm处，如下所示；内孔的尺寸不便于测量，从而不利于精度控制。
数控车床加工过程中尺寸精度的控制
刀面与工件、 切屑产生强烈摩擦 ， 使刀具磨损 。 当刀具 磨损达到一定值时 ， 工件 的表面粗糙度值增大 ， 切屑 颜色和形状发生变化 ， 并伴有振动。刀具磨损将直接
影 响切 削 生产率 、 加 工质 量和 成本 。
３ 刀具的制造误差及弹性变形
我们很多人都有这样的经历 ， 就是在前一刀车削
会 影 响几 何 精 度 （ 如 零 件 变 形 时容 易 产 生 锥度 ， 因为 远 离 卡盘 的位 置形 变 幅度 越 大 ） ， 刀具 的强 度不 足 ， 我
差 其中， 后两种误差是与工件和刀具 的定位 、 安装有 关， 和加 工本 身无 关 。要提 高加 工精 度减 小加 工误 差 ，
尺 寸精 度 是 指 加 工 后 的工 件 尺 寸 和 图纸 尺 寸 要
形 变 的最 终 原 因是 这些 对 象 的强 度 不 足 和切 削 力 太
大。
求相符合的程度 。 两者不相符合的程度通常是用误差
大小 来 衡量 。误 差 包括 加 工误 差 、 安 装误 差 和定 位 误
弹性形变会直接影响零件加工尺寸精度 ， 有 时还
Ｔ Ｏ１ ０ １ Ｇ Ｏ ０ Ｘ１ ０ ０ Ｚ１ ｏ ｏ
Ｘ５２ Ｚ２
么在理上如果不考虑各种误差的话在第一次精加
工后工件的尺寸 比图纸尺寸大 ｌ ｍ ｍ ， 然后把 ｘ磨损值
由ｌ ｍ ｍ改为 ０ ｍ ｍ， 进行第二次精加工 ， 就得到了工件
的最后 尺寸 。
当然 第 一 次 精 加 工 后工 件 的实 际 尺 寸 不 一定 恰
技 经 济市 场
数控 车床加 工过程 中尺寸精度 的控 制
寇录峰 ，袁彦辉
（ 驻 马店农 业 学校 ， 河 南 驻马 店 ４ ６ ３ ０ ０ ０ ）
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切削要素与尺寸控制
摘要：围绕线速度、切深、走刀速度及刀具等切削要素对加工产生的影响，论述了如何保证加工零件的尺寸精度、几何精度、粗糙度的方法。
关键词：走刀纹高度、每转走刀距离、弹性形变、弹性恢复、摩擦、挤压
1、引言
切削要素：转速、切深、走刀速度
加工要求：尺寸精度、几何精度、粗糙度
2、转速对加工的影响
正常情况下，我们知道，转速越高，切削效率越高，效率就是利润，所以，我们要在条件允许的情况之下，运行尽可能高的转速进行切削。
但转速、工件直径确定切削线速度，线速度受工件硬度、延展性、塑性、含碳量、含难切削合金量和刀具的硬度及几何性能等因素制约，所以要在线速度限制下选择尽可能高的转速。
另外转速高低选择要根据不同材质的刀具确定，例如高速钢加工钢件时，转速较低时粗糙度较好，而硬质合金刀具则转速较高时，粗糙度较好。
再者，在加工细长轴或薄壁件时，要注意将转速调整避开零件共振区，防止产生振纹影响表面粗糙度。
3、弹性形变的原因、影响和克服方法
我们大部分人都有这样的感触，就是在上一刀车削了数毫米切深以后，发现离目标尺寸还差几丝或者十几丝时，再进相应深度重新切削时，发现多切了很多，工件报废了。
那么这样的现象有多少人认真分析过其真正原因的呢？有人说，这是因为机床间隙比较大所致，而在同一进刀方向上是不会受间隙影响的，其真正原因就是弹性形变和弹性恢复。
弹性形变表现在刀具、机床丝杠副、刀架、加工零件本身等对象的形变，使刀具相对工件出现后退，阻力减小时形变恢复又会出现过切，使工件报废。
产生形变的最终原因是这些对象的强度不足和切削力太大。
弹性形变会直接影响零件加工尺寸精度，有时还会影响几何精度（如零件变形时容易产生锥度，因为远离卡盘的位置形变幅度越大），刀具的强度不足，我们可以设法提高，有时机床和零件本身的强度，我们是没法选择或改变的，所以我们只能从减小切削力方面着手，来设法克服弹性形变，切深越小、刀具越锋利、工件材料硬度较低、走刀速度减小等都会减小实际切削阻力，都会减轻弹性形变。
所以为了保证尺寸精度、几何精度，我们往往把精加工、半精加工和粗加工分开，也就是说把弹性形变大的和弹性形变小的不同工序分开进行（粗加工时追求效率基本不追求精度，刀具需要偏钝，侧重强度，精加工时切削量很小，追求精度，刀具侧重锋利，减小切削阻力），在对刀试切时，就按照不同工序实际加工时的切深进行试切，确保试切时和实际加工时阻力和弹性形变幅度大致相当，确保数控机床坐标系建立准确，确保普通机床进刀准确；然后在精加工时尽可能采用比较锋利的刀具，最大程度减小切削抗力、减小形变。
4、走刀速度对尺寸精度和表面粗糙度的影响
我们不少人可能有这样的经历，就是当走刀速度改变时，比如数控机床中途改变走刀倍率时，发现工件尺寸不一样了，当走刀速度加快时，外圆尺寸增大了，内孔尺寸减小了，反之，相反。
那么，现象之后的真正原因如何呢？我们通过下面图一和图二比较就能看出来，
图一
图二
当走刀速度减小时，外圆走刀纹路的螺距减小了，所以走刀纹路的高度就减小了，在形变幅度一致的情况下，我们刀尖所走的位置是不变的，也就是说走刀纹路的齿根是一致的，但由于走刀纹路的高度不一样，所以纹路的齿顶位置就不一样了，而我们量具所测量的位置只能是纹路齿顶（及
上图工件外圆），所以虽然刀具没有改变深度，工件测量尺寸却变了。
除了走刀速度改变走刀纹路的高度以外，刀具的副偏角大小也会产生直接影响（如下图所示）。
图三
所以加工过程中途不宜随便改变走刀速度，否则会影响加工尺寸，操作数控车床对刀试切时建立刀补建立坐标系，坐标系不准确，加工尺寸就不准确，所以要用MDI方式写程序试切，试切时保证走刀速度和实际加工时一致，另外也要保证上文提到的保持和实际加工同样的切深，为保持切深准确，可以分两刀试切。
这样才能保证同样的弹性形变和同样的走刀纹高度。
切深小于刀尖圆角半径的1/3时，阻力分解，在径向的力较大，不利于尺寸控制。
5、切削要素对表面粗糙度的影响
我们知道工件材质较硬时，加工后工件表面粗糙度较好，另外当工件材料的可塑性和延展性越高时（如铜材、铝材），就需要刀具越锋利才能加工出比较好的表面粗糙度，灰铸铁加工相对于钢件加工来说，因为成份复杂，含杂质程度高，就需要刀具硬度较高。
有些延展性较高强度又较高的合金材料，就需要锋利却又能保证强度的刀具，所以就比较难加工（如不锈钢、镍基耐热合金、钛合金等）。
除了材料对刀具提出要求以外，切削要素对表面粗糙度也会产生影响，当精加工切深太小，甚至比刀具刃厚还小时，刀刃已不能实现正常切削，所以产生挤压，也就会出现很差的表面粗糙度。
当切深太大，甚至使刀具产生弯曲时，这时工件材料是被撕裂下来的，所以在工件上会留下很多丝状铁屑残留和较明显的纹路。
走刀速度对工件表面粗糙度的影响也是相当明显的，通过上述图示我们可以看出来，当走刀速度加快或刀具副偏角不恰当时，会使走刀纹路高度加大，也就使表面粗糙度变差。
刀具不是很锋利的情况下，切深太小，甚至比刀刃厚度还小时，已经不是正常的切削了，只能属于“刮”或“研”，所加工工件表面粗糙度会下降，工件表面出现细微白丝，好像笼罩一层白雾，所以要注意控制。
6、总结
在机械加工中，熟练把握切削要素，才能得心应手，加工出合格产品。