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【摘 要】产品质量是机械制造企业赖以发展和生存的基础，因此如何确保产品的质量相当重要，它是企业生产和学生实习过程中不可忽略的关键环节。本文从实际出发，简单阐述了数控车床实习教学中的有关工件尺寸控制方法。
【关键词】数控车床；实习教学；工件尺寸
随着生产力的提高和我国经济的增长，截至目前我国已经迈入世界经济强国之列。作为一个制造大国，我国各大企业的零件生产都已摆脱了传统单个生产模式，进入了批量生产时代。在批量生产中，工件尺寸是否合理是保证工件质量的关键，但是在实际加工中受到刀具磨损、测量误差以及机床本身进度等方面的限制，往往在工件加工中存在一定的尺寸误差，给产品质量造成影响。实习教学作为学生学习的主要环节，如何保证教学质量至关重要。文章就数控车床实习教学中的工件尺寸控制要点进行探讨。
1.数控车床实习教学中工件尺寸误差产生原因
在日常的数控车削实训教学中，经常会遇到工件尺寸出现误差的现象。经过对这些误差进行分析，其产生原因主要包含以下几个方面。
1.1刀尖圆弧半径误差
数控车床在铣削、车削、钻削加工的时候，为了提高工件的质量和表面精度，通常所选择的刀具都会带有一定的半径刀尖圆弧，而这个圆弧的主要作用在于对锥面以及曲面在加工的时候产生影响，使得加工中发出切削力、钻削力以及车削力，但是由于刀具刀尖圆弧一般不会对工件表面产生影响，因而经常被人们忽视。在这种情况下，一旦机床在运行中产生振动或者其他异常，必然造成工件表面精度误差。
1.2编程误差
随着数控机床应用范围的不断广泛，数控编程越来越受到业界重视，但是由于程序编写本身的复杂和特殊，在编写之中难免会出现错误。数控车床作为精密零件主要的加工设备，它往往都会在加工之前提出一个公差值，在程序编写的时候根据这一公差值来在图样上给出合理的数据，这个数据在编写中一旦出现不合理，那么必然会让整个加工工件产生移动，最终造成工件质量下降，甚至达不到预计工作标准。
1.3材料误差
材料误差可谓是一个最难以预料的误差，尤其是在近几年，随着各种先进材料的不断出现，机床工件在加工的时候所构成工件也复杂多样。这就是的数控机床在工件加工中必须要选择一些辅助的材料，这些辅助材料包含冷却液、防冻液等。如果在加工的工程中没有使用冷却液，那么加工的工件必然会因为温度增高而让自身材料发生变形，最终导致加工工件无法达到预计尺寸，造成加工产品报废。而当加工的时候使用冷却液，但是却没有对冷却温度进行有效的控制，那么工件的温度在下降到一定的时候必然产生尺寸收缩，也会造成加工工件的不合格。
2.数控车床实习教学中工件尺寸误差控制方法
在数控车床生产中，工件质量的控制非常严格，它是保证生产效益和生产效率的关键环节。如果加工出的工件尺寸得不到有效的保障，那么整个加工产品也就是一块废铁，毫无用处可言。因此，在数控机床实习教学中，我们要从多个不同的角度入手分析和研究，从根本上杜绝工件尺寸误差的出现。在目前实训教学中，常见的数控车床加工工件尺寸误差控制方法主要包含以下几种方法：
2.1首件试切割
这种方法在目前的数控机床加工中较为常见，尤其是在批量工件加工生产中，通过对首件工件进行加工和实验，根据实际加工情况来及时的调整刀具距离或者改变加工程序，以确保下一个工件加工尺寸的精确。但是这种方法在使用中存在着一个很大的缺陷，那就是第一件加工的产品有极大的可能成为报废品。
2.2粗加工后暂停测量
这种方法是在特定程序中进行设定，在粗加工结束之后通过退刀、换刀的方式来改变加工进度。一般来说，都是根据数控车床本身的加工要求编写新的程序，由新程序发出相应的加工指令，从而达到纠正加工误差的目的。
2.3对刀后预加刀补
此方法是在对刀完毕准备加工时，先在对应刀号的X向刀补加入一个数值（车外圆加正值，车内孔加负值），一般为1mm，然后开始加工。当完成精车后，测量工件尺寸，这时根据测量尺寸与要求尺寸的差值调整刀补，然后重新运行精加工程序。
3.如何最大限度的减小工件加工误差
上述三种方法各有所长，第一种方法一般用于批量生产的首件试切，第二、三种方法一般用于单件加工。但是，在实际运用中，多是将几种方法结合起来使用，以便更好地保证工件尺寸。因此，在实习教学中，应主要训练学生应用第二、三种方法控制尺寸。应用第二种方法时，程序中，粗加工后应编入退刀、停主轴、程序暂停等程序语句；在精加工前，编入刀具快速定位、换刀、主轴正转等程序语句。
应用此方法，如果仍不能精确控制精加工后的工件尺寸，其原因是粗加工最后一刀与精加工时所选用的切削用量不尽相同。切削用量选用的不同，对工件尺寸也会造成微小的误差。为准确控制工件尺寸，可选用第三种方法，或将第二种方法和第三种方法结合起来使用。使用第三种方法时，在精加工后停止程序，测量工件尺寸，根据差值调整相应刀号的刀补值。然后再重新运行程序，或只重新运行精加工程序，如果只运行精加工程序，要求精加工语句前有换刀和换速指令，将程序光标放在换刀指令处开始加工。
应用上述方法后，还有一种情况会出现尺寸误差。就是同一把刀加工的两个外圆或内径尺寸偏差不一致，也就是保证了一个尺寸公差，另一个则无法保证。由于是同一把刀加工出来的，无法通过调整刀补来解决，造成这种情况的原因有以下几个方面：第一，车刀不对中心，或高或低；第二，车床存在机械间隙；第三，两尺寸直径相差较大，使用同一转速造成线速度差别过大，也会影响加工尺寸。针对以上三点，车刀装刀应对准工件中心，使用数车间隙补偿功能，设法消除机械传动间隙。在加工直径相差较大的工件时可考虑使用恒线速功能进行加工。如果还不能消除尺寸误差，可以根据一个直径尺寸来调整刀补，另一个直径根据偏差来调整程序，例如两个直径尺寸“Φ20±0.03”和“Φ30±0.03”，加工后实测为“Φ20.1”和“Φ30.3”。这时可根据“Φ20.1”来调整刀补，然后将程序中的“Φ30”的指令尺寸“X30”改为“X29.8”，这样就可保证尺寸公差。
4.结束语
以上是笔者在数车实习与生产中关于尺寸控制的一些体会与总结。通过以上这些方法的应用，再多加训练和练习，学生们能够较好地掌握尺寸控制的方法，加工出尺寸合格的工件。
【参考文献】
[1]侯延明，何钺，陈康宁.切削自适应控制中工件尺寸误差的监测与辨识[J].组合机床与自动化加工技术，1990（02）.
[2]郑鸣皋.公差与验收极限—谈GB3177-82《光滑工件尺寸的检验》[J].机械工人.冷加工，1988（09）.
[3]马志新.基于特色化项目设计的“数控车削”课程改革探索与实践[J].南通航运职业技术学院学报，2014（03）.
[4]王静鸽，卢博友，王东.普通车床工件尺寸自动测量数显系统的研究[J].制造业自动化，2010（04）.
【关键词】数控车床；实习教学；工件尺寸
随着生产力的提高和我国经济的增长，截至目前我国已经迈入世界经济强国之列。作为一个制造大国，我国各大企业的零件生产都已摆脱了传统单个生产模式，进入了批量生产时代。在批量生产中，工件尺寸是否合理是保证工件质量的关键，但是在实际加工中受到刀具磨损、测量误差以及机床本身进度等方面的限制，往往在工件加工中存在一定的尺寸误差，给产品质量造成影响。实习教学作为学生学习的主要环节，如何保证教学质量至关重要。文章就数控车床实习教学中的工件尺寸控制要点进行探讨。
1.数控车床实习教学中工件尺寸误差产生原因
在日常的数控车削实训教学中，经常会遇到工件尺寸出现误差的现象。经过对这些误差进行分析，其产生原因主要包含以下几个方面。
1.1刀尖圆弧半径误差
数控车床在铣削、车削、钻削加工的时候，为了提高工件的质量和表面精度，通常所选择的刀具都会带有一定的半径刀尖圆弧，而这个圆弧的主要作用在于对锥面以及曲面在加工的时候产生影响，使得加工中发出切削力、钻削力以及车削力，但是由于刀具刀尖圆弧一般不会对工件表面产生影响，因而经常被人们忽视。在这种情况下，一旦机床在运行中产生振动或者其他异常，必然造成工件表面精度误差。
1.2编程误差
随着数控机床应用范围的不断广泛，数控编程越来越受到业界重视，但是由于程序编写本身的复杂和特殊，在编写之中难免会出现错误。数控车床作为精密零件主要的加工设备，它往往都会在加工之前提出一个公差值，在程序编写的时候根据这一公差值来在图样上给出合理的数据，这个数据在编写中一旦出现不合理，那么必然会让整个加工工件产生移动，最终造成工件质量下降，甚至达不到预计工作标准。
1.3材料误差
材料误差可谓是一个最难以预料的误差，尤其是在近几年，随着各种先进材料的不断出现，机床工件在加工的时候所构成工件也复杂多样。这就是的数控机床在工件加工中必须要选择一些辅助的材料，这些辅助材料包含冷却液、防冻液等。如果在加工的工程中没有使用冷却液，那么加工的工件必然会因为温度增高而让自身材料发生变形，最终导致加工工件无法达到预计尺寸，造成加工产品报废。而当加工的时候使用冷却液，但是却没有对冷却温度进行有效的控制，那么工件的温度在下降到一定的时候必然产生尺寸收缩，也会造成加工工件的不合格。
2.数控车床实习教学中工件尺寸误差控制方法
在数控车床生产中，工件质量的控制非常严格，它是保证生产效益和生产效率的关键环节。如果加工出的工件尺寸得不到有效的保障，那么整个加工产品也就是一块废铁，毫无用处可言。因此，在数控机床实习教学中，我们要从多个不同的角度入手分析和研究，从根本上杜绝工件尺寸误差的出现。在目前实训教学中，常见的数控车床加工工件尺寸误差控制方法主要包含以下几种方法：
2.1首件试切割
这种方法在目前的数控机床加工中较为常见，尤其是在批量工件加工生产中，通过对首件工件进行加工和实验，根据实际加工情况来及时的调整刀具距离或者改变加工程序，以确保下一个工件加工尺寸的精确。但是这种方法在使用中存在着一个很大的缺陷，那就是第一件加工的产品有极大的可能成为报废品。
2.2粗加工后暂停测量
这种方法是在特定程序中进行设定，在粗加工结束之后通过退刀、换刀的方式来改变加工进度。一般来说，都是根据数控车床本身的加工要求编写新的程序，由新程序发出相应的加工指令，从而达到纠正加工误差的目的。
2.3对刀后预加刀补
此方法是在对刀完毕准备加工时，先在对应刀号的X向刀补加入一个数值（车外圆加正值，车内孔加负值），一般为1mm，然后开始加工。当完成精车后，测量工件尺寸，这时根据测量尺寸与要求尺寸的差值调整刀补，然后重新运行精加工程序。
3.如何最大限度的减小工件加工误差
上述三种方法各有所长，第一种方法一般用于批量生产的首件试切，第二、三种方法一般用于单件加工。但是，在实际运用中，多是将几种方法结合起来使用，以便更好地保证工件尺寸。因此，在实习教学中，应主要训练学生应用第二、三种方法控制尺寸。应用第二种方法时，程序中，粗加工后应编入退刀、停主轴、程序暂停等程序语句；在精加工前，编入刀具快速定位、换刀、主轴正转等程序语句。
应用此方法，如果仍不能精确控制精加工后的工件尺寸，其原因是粗加工最后一刀与精加工时所选用的切削用量不尽相同。切削用量选用的不同，对工件尺寸也会造成微小的误差。为准确控制工件尺寸，可选用第三种方法，或将第二种方法和第三种方法结合起来使用。使用第三种方法时，在精加工后停止程序，测量工件尺寸，根据差值调整相应刀号的刀补值。然后再重新运行程序，或只重新运行精加工程序，如果只运行精加工程序，要求精加工语句前有换刀和换速指令，将程序光标放在换刀指令处开始加工。
应用上述方法后，还有一种情况会出现尺寸误差。就是同一把刀加工的两个外圆或内径尺寸偏差不一致，也就是保证了一个尺寸公差，另一个则无法保证。由于是同一把刀加工出来的，无法通过调整刀补来解决，造成这种情况的原因有以下几个方面：第一，车刀不对中心，或高或低；第二，车床存在机械间隙；第三，两尺寸直径相差较大，使用同一转速造成线速度差别过大，也会影响加工尺寸。针对以上三点，车刀装刀应对准工件中心，使用数车间隙补偿功能，设法消除机械传动间隙。在加工直径相差较大的工件时可考虑使用恒线速功能进行加工。如果还不能消除尺寸误差，可以根据一个直径尺寸来调整刀补，另一个直径根据偏差来调整程序，例如两个直径尺寸“Φ20±0.03”和“Φ30±0.03”，加工后实测为“Φ20.1”和“Φ30.3”。这时可根据“Φ20.1”来调整刀补，然后将程序中的“Φ30”的指令尺寸“X30”改为“X29.8”，这样就可保证尺寸公差。
4.结束语
以上是笔者在数车实习与生产中关于尺寸控制的一些体会与总结。通过以上这些方法的应用，再多加训练和练习，学生们能够较好地掌握尺寸控制的方法，加工出尺寸合格的工件。
【参考文献】
[1]侯延明，何钺，陈康宁.切削自适应控制中工件尺寸误差的监测与辨识[J].组合机床与自动化加工技术，1990（02）.
[2]郑鸣皋.公差与验收极限—谈GB3177-82《光滑工件尺寸的检验》[J].机械工人.冷加工，1988（09）.
[3]马志新.基于特色化项目设计的“数控车削”课程改革探索与实践[J].南通航运职业技术学院学报，2014（03）.
[4]王静鸽，卢博友，王东.普通车床工件尺寸自动测量数显系统的研究[J].制造业自动化，2010（04）.