數控車床使用G00指令及控制尺寸精度的技巧

        數控車削加工技術已廣泛應用于機械制造行業(yè)，如何高效、合理、按質按量完成工件的加工，每個從事該行業(yè)的工程技術人員或多或少都有自己的經驗。筆者從事數控教學、培訓及加工工作多年，積累了一定的經驗與技巧，現以廣州數控設備廠生產的GSK980T系列機床為例，介紹幾例數控車削加工技巧。
一、程序首句妙用G00的技巧 
        目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 Xα Zβ作為程序首句。根據該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序，對刀后，必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工，找準該位置的過程如下。
1）對刀后，裝夾好工件毛坯；
2）主軸正轉，手輪基準刀平工件右端面A；
3）Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點；
4）程序錄入方式，輸入G01W-8F50，將工件車削出一臺階；
5）X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件臺階直徑γ，輸入G50 Xγ，電腦記憶該點；
6）程序錄入方式下，輸入G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。
        上述步驟中，步驟6即刀具定位在XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后系統(tǒng)失去對G50設定的工件坐標值的記憶，“復位、回零運行”不再起作用，需重新將刀具運行至XαZβ位置并重設G50。如果是批量生產，加工完一件后，回G50起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XαZβ改為G00 Xα Zβ后，問題迎刃而解。其操作過程只需采用上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5后，將刀具運行至安全位置，調出程序，按自動運行即可。即使發(fā)生斷電等意外情況，重啟系統(tǒng)后，在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續(xù)加工即可。上述程序首句用G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。
二、控制尺寸精度的技巧
1）修改刀補值保證尺寸精度
       由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：
a. 絕對坐標輸入法
        根據“大減小，小加大”的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。
b. 相對坐標法
        如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。
        同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。
2）半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度
        對于大部分數控車床來說，使用較長時間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經常出現不穩(wěn)定的現象。這時，我們可在粗加工之后，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后，可在001刀補處輸入U0.3，調用G70精車一次，停車測量后，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調用G70精車一次。經過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩(wěn)定。
3）程序編制保證尺寸精度
a. 絕對編程保證尺寸精度
        編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經常在變換，連續(xù)位移時必然產生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統(tǒng)一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，最好采用絕對編程。
b. 數值換算保證尺寸精度
        很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其余均屬直接按圖2a標注尺寸經換算后而得到的編程尺寸。其中，φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。
4）修改程序和刀補控制尺寸
        數控加工中，我們經常碰到這樣一種現象：程序自動運行后，停車測量，發(fā)現工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規(guī)律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救，方法如下：
a. 修改程序
        原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm；
b. 改刀補 
        在1號刀刀補001處輸入U-0.06。 
        經過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。
        數控車削加工是基于數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。