数控铣床是现代机械加工中广泛使用的数控机床。数控铣床具有高效率、高精度、高柔性等特点。一般来说，数控铣床加工的零件尺寸都比较大。当我们使用数控铣床时，如何保证零件的尺寸精度，优化零件的加工工艺和高效的精加工方法，清晰、高效、合理地完成零件的加工，保质保量，是每个从事机械加工行业的人都需要关注和追求的。本文介绍了两种可以在数控铣床上精加工零件的方法:一种是在数控编程软件中将余量设置为中差来调整精加工尺寸，另一种是利用软件编程画中差，利用机床上的刀具磨损来调整精加工尺寸。

在我国，数控技术和数控装备的发展近年来受到了国家和各级政府的高度重视。近年来，中国在世界技能大赛中获得了数控车床技工技术和数控铣削技术两个项目的金牌。这表明，在国家和各级政府的重视下，在中国世界技能大赛各种比赛的专家和教练的努力下，中国参赛选手掌握的数控加工技术取得了长足的进步。近年来，特别是在通用微机数控领域，基于PC平台的国产数控系统已经走在世界前列。

一、机床常见误差

但是，我国数控技术的研究和产业发展还存在很多问题，特别是在技术创新能力、先进数控加工技术的普及和普及率等方面。随着科学技术的发展，生产力得到了前所未有的提高，数控机床在生产加工中的应用越来越广泛。一般数控铣床加工的零件尺寸都比较大。如何在保证零件尺寸精度的同时，使加工工艺和精加工方法更加明确，保质保量高效合理的完成零件的加工，是每个从事机械加工行业的人都应该关注和总结的。作者从事数控铣床教学和工厂加工多年，加上十年职业院校技能大赛数控铣床项目指导老师的经验。现在给大家分享一些零件加工中的线性尺寸控制技巧。

在数控铣床上加工的零件的线性尺寸，简称尺寸，是指两点之间的距离，如直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等。普通三轴数控铣床有x/y/z轴，它们由三个独立的伺服电机控制器控制，控制各轴的定位精度。影响各轴加工精度的因素很多。通过查阅资料，我们现在列出几类影响各轴加工精度的误差，大致可以分为以下几类:

①机床误差。机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。包括机床导轨的导向误差、机床主轴的旋转误差和机床传动链的传动误差。

②加工原理误差。加工原理误差是指以近似的叶片型线或近似的传动关系进行加工而产生的误差。在螺纹、齿轮和复杂曲面的加工中，经常出现加工原理误差。

③调整误差。机床调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。

④工件中的残余应力

⑤加工场地的环境影响。加工现场经常会有很多小金属屑。如果这些金属屑位于零件的定位面或孔上，就会影响零件的加工精度。对于高精度加工，一些肉眼看不见的小金属屑会影响精度。

⑥制造误差和夹具磨损。夹具的误差主要指定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具等的制造误差。夹具组装后，上述部件工作面之间的相对尺寸误差；使用过程中夹具工作表面的磨损。

⑦制造误差和刀具磨损。刀具误差对加工精度的影响因刀具类型而异。

⑧工艺系统受力变形。在切削力、夹紧力、重力和惯性力的作用下，工艺系统会发生变形，破坏被调整工艺系统各部件的相互位置关系，导致加工误差的产生，影响加工过程的稳定性。主要考虑机床、工件的变形和工艺系统的总变形。

⑨过程系统的热变形。在加工过程中，工艺系统受到内部热源(切削热、摩擦热)或外部热源(环境温度、热辐射)的加热变形，从而影响加工精度。综上所述，有九个因素会影响加工精度，但在加工过程中，这些因素在同一机床、同一环境下会减弱，主要留下工艺系统的调整误差和应力变形。

二、机床误差调整

机床调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。现在为了削弱机床的调整误差，我们在每次精加工过程中把转速进给固定在刀具的合理范围内，在每次精加工过程中固定切削量，以消除切屑力的反作用力对被削弱的机床产生的切削误差的影响。切削参数以固定速度进给后，软件编程中的精加工次数分为两次，两次间隔为0.015mm，保证每次切削量一致，消除削弱让刀的因素。另一方面，机床各轴的丝杠侧隙不一致，调整尺寸时，分别按X方向、Y方向、Z方向调整。在精加工零件之前，我们用粗加工刀具对工件进行粗加工，并留有大约0.5毫米的精加工余量。

由于夹紧力在粗加工时会引起工件一定的变形，所以粗加工后需要先松开虎钳，然后用合适的夹紧力来调整和减小夹紧力，以恢复或减小工件的变形。重新夹紧后，设置工作台，将刀具更换为精加工刀具，并调整进给速度。分别细化xyz方向上的尺寸。在xy轴上精加工尺寸有两种方法，一种是通过在数控加工编程软件上设置余量为中偏差来调整精加工尺寸；另一种是通过软件编程画出中偏差，利用机床上的刀具磨损来调整精加工尺寸。

1、将数控加工编程软件上的余量设置为中偏差来调整精加工尺寸的方法如下:

X方向精加工法:首先在零件加工图上找一个用千分尺很容易测出的凸台特征尺寸作为参考尺寸。比如尺寸为550-0.02，在编程软件上编制精加工程序，软件上精加工程序的余量设置为公差的中值-0.01，补偿改为机床。半精加工一次，测量尺寸，修改机床上对应刀号的磨损值。同时对称精加工凸台特征的左右两侧，通过多次使用同一程序精加工到尺寸的中间值，例如55-0.01。在尺寸可接受的范围内，尺寸合格后在机床上记下相应刀具的磨损值，然后以该刀具在X方向的磨损值为准。

我们将验证X方向的其他特征尺寸，当其他凸台尺寸为45+0.01-0.01时，我们可以计算出45+0.00的尺寸偏差。我们会在编程软件上编制精加工程序，在软件上设置精加工程序的余量为公差0的中值，将补偿改为机床。生成的程序导入机床，导入机床进行精加工就可以得到45的尺寸。用千分尺测量，测量误差小于0.003毫米。该方法验证了同一凸台尺寸的两种计算方法。

然后，以此类推，X方向其他维度的边距值设置为中值。补偿改为机床。生成的程序导入机床，再导入机床进行精加工。用同样的方法计算。按照这个方法，经过多次验证，反复试验，都是正确的。y方向尺寸精加工方法:首先在零件加工图上找一个可以用千分尺方便测量的凸台特征尺寸作为参考尺寸。比如尺寸为250-0.02，在编程软件上编制精加工程序，软件上精加工程序的余量设置为公差的中值-0.01，补偿改为机床。

半精加工一次，测量尺寸，修改机床上对应刀号的磨损值。同时对称精加工凸台特征的左右两侧，用同一程序多次精加工到尺寸的中位误差，例如25-0.01。在合格尺寸范围内，尺寸合格后在机床上记下相应刀具的磨损值，然后以该刀具在Y方向的磨损值为准。

我们将验证Y方向的其他特征尺寸，当其他凸台尺寸为65+0.01-0.01时，我们可以计算出65+0.00的尺寸偏差。我们会在编程软件上编制精加工程序，在软件上设置精加工程序的余量为公差0的中值，将补偿改为机床。生成的程序导入机床，导入机床进行精加工就可以得到65的尺寸。用千分尺测量，测量误差小于0.003毫米。该方法验证了同一凸台尺寸的两种计算方法。其次，以此类推，Y方向其他维度的边距值设置为中值。补偿改为机床。生成的程序导入机床，再导入机床进行精加工。用同样的方法计算。按照这个方法，经过多次验证，反复试验，都是正确的。

2、用软件编程图形画中差，利用机床上的刀具磨损调整精加工尺寸的方法如下:

X方向尺寸精加工法:精加工尺寸前，对零件进行粗加工。在精加工尺寸之前，我们将机床上精加工刀具的相应磨损改为0.2。这种方法需要先计算出图纸中尺寸公差的中值。在软件编程中，每一个需要尺寸公差的尺寸都以公差的中值为标准尺寸绘制到cg动画中。比如某个320-0.02的尺寸，实际上是按照32-0.01画成图的。完成试切时，只需将软件编程余量设置为0，将补偿换到一台机床上，送机床加工即可。先半成品一刀，测量这个尺寸并在机床上修改这个刀号下的磨损值，直到尺寸无限接近32-0.01，修复磨损。X方向的其他尺寸用同一把刀修剪，程序余量设置为0，然后送到机床直接修剪其他尺寸。用千分尺测量，测量误差小于0.003毫米。如果在加工中使用第二把精加工刀，同样的原理也适用。

Y方向尺寸精加工方法:Y方向尺寸。在精加工尺寸之前，我们将机床上精加工刀具的相应磨损改为0.2。这种方法需要先计算出图纸中尺寸公差的中值。在软件编程中，每个需要尺寸公差的尺寸都以公差的中值作为标准尺寸绘制到cg动画中。例如，220-0.02的尺寸实际上是按照22-0.01绘制到图纸中的。完成试切时，只需将软件编程余量设置为0，将补偿换到一台机床上，送机床加工即可。先半成品一刀，在机床上测量尺寸并修改此刀号下的磨损值，直到尺寸无限接近22-0.01，修复磨损。X方向其他尺寸用同一把刀完成尺寸程序余量并置0，送机床直接完成其他尺寸。

用千分尺测量，测量误差小于0.003毫米。如果在加工中使用第二把精加工刀，同样的原理也适用。修复Z轴深度尺寸时，也是计算误差。尽量用同一把刀完成不同高度的底面，节省测量和调整的时间。比如粗加工，底部尺寸的精加工量只有0.2左右，先精加工总厚度，再精加工其他深度尺寸，以上表面为基准进行测量。

为了保证精加工后的表面质量，精加工时的进给速度不能超过600毫米/分钟。当该补偿功能应用于同一工具时，该变化被视为机床的磨损。牢记这两种保证大小的方法，在编程中灵活运用，可以大大简化编程工作，达到快速准确的效果。

以上两种方法在数控铣床加工中起着非常重要的作用，使得数控加工程序简单、易懂、准确、有效。以上是数控行业老师多年指导学生数控技能竞赛总结出来的方法，如有不足之处请指正。总之，数控机床技术的日益进步和快速发展，为我国现代制造业的发展提供了良好的硬件条件，促进了我国制造业向高效率、高质量和智能制造方向发展。

三、附：机床探头有什么用？

1、自动识别机床精度误差，自动补偿机床精度。

2.代替人工，做自动对中、找边、测量、坐标系自动校正、自动修刀。

3.直接在机床上测量大型复杂零件的曲面。

4.提高现有机床的加工能力和精度。大型单件产品在线校正一次完成，无需二次装夹和返工修复。

5.比较测量结果并报告。

6.提效增产，保证产品合格率。

目前，针对机械制造加工行业遇到的产品合格率低、加工效率低、人工成本高等共性问题，使用测量系统和测量设备提升机床精度校准，可以提高工作效率，减少辅助夹紧时间，自动测量直线度，快速定位夹具位置，自主定位，控制手动调整时间。