數控加工質量控制的關鍵環節研究

周棟華

（蘇州工業園區工業技術學校，蘇州 215123）

作為一種新興加工技術，數控技術在航空制造業中起到至關重要的作用，不僅能夠對結構精密復雜的零部件進行批量加工，使零部件具備極高的加工質量，同時也大大縮短了加工周期，實現了柔性化生產，大大加快了企業的產品研發周期，使企業在市場環境中的核心競爭力大幅提升。現階段，產品加工質量直接關系到企業的經濟效益，更對企業的長遠發展有著至關重要的作用。產品數據加工涉及許多環節，只有對數控加工過程中的各個環節質量進行嚴格的控制，才能保證產品的最終質量，進而更好地促進企業的可持續發展，使其在市場競爭環境中占據更為有利的位置。

1 數控加工質量控制的現狀

目前，我國在數控加工過程中仍采用傳統的工藝流程，機械設備中的大部分零件都是由普通機床設備進行加工的，這也使加工工序變得較為分散，零部件加工需要進行多個周轉環節，并且加工時經常發生重復裝夾與重復定位現象，造成零部件在加工后發生較大變形，或零部件的形位公差不滿足要求，零件質量也往往較低。此外，傳統的工藝流程在加工方案的編制上過于粗放，沒有考慮新型刀具在應用過程中的具體效果，也沒有通過實踐驗證對切削參數進行調整。在實際加工過程中，加工人員只能憑借自身經驗對零部件進行加工，這也使零部件的加工質量受到很大影響，加工效率往往較低。同時，我國在數據加工領域的技術人員存在嚴重欠缺，現有的技術人員的數控加工技術水平存在很大差異，再加上加工方案的編制資料質量難以保障、工序卡片中的內容過于簡單、數控工藝信息經常缺失，致使零部件的數控加工質量難以得到保障。最后，我國在數控加工時缺乏先進的質量控制方法與工具，沒有形成較為科學的數控加工質量控制模型，這也使零部件的加工質量受到很大制約，影響數控機床的使用效率。

2 數控加工質量控制體系的內部架構分析

在數控加工質量控制體系架構中，必須要先開展質量策劃，根據工藝指標、生產要求、設計標準等內容來對數控加工中的質量特征進行確定，然后依據這些確定的質量特征來明確數控加工關鍵環節的質量控制目標，將該目標進一步分解，形成關鍵環節的質量控制參數及規范。對數控加工過程中的質量特性數據進行實時的測量與收集，并應用先進的質量控制方法與統計分析工具，比較關鍵環節中的質量控制目標，從而對數控加工質量進行科學的評價與決策。通過對質量評價與決策信息進行收集，將其反饋至各個關鍵環節，以此進行相應的質量改進，從而實現對數據加工關鍵環節的反饋式質量控制。

3 數控加工質量控制的關鍵環節研究

數控加工質量控制過程主要分為五個關鍵環節，即數控加工方案的設計環節、程序編制環節、仿真檢查環節、數控加工質量控制方法及工具的應用環節以及數控加工技術團隊的建立環節。以下便對這五個關鍵環節進行深入的研究。

3.1 數控加工方案的設計

數控加工方案的設計環節主要包含以下內容，首先是對待數據加工的零部件類型、尺寸、型號等內容進行確定，并生成零部件圖樣，同時對數控加工中的工藝性進行分析，確定數控加工的工藝路線，然后明確數控加工的各個工序內容，最后對數控參數和加工刀具進行選擇等。數控加工和普通的機床加工相比，在設計原則上是相差不多的，不過數控加工的控制方式不同，其具備較高的自動化程度，數控設備成本也較為高昂。因此，其在工藝設計中要更加嚴謹、設計內容也要更加具體，并且需要具備較強的適應性。

3.2 數控加工過程中的程序編制

在數控加工中，程序的編制也是一大關鍵環節，其程序中的指令代碼直接影響到輸出結果，更對零部件的加工質量有著關鍵性的影響。在對程序進行編制時，應確保零部件加工過程中所采用的數學模型準確無誤，并對坐標系進行準確定義，同時還要對數控機床中的屬性參數、刀點以及安全平面等內容進行正確的設置。此外，還要對加工方案中的各個工序和加工順序進行合理安排，并正確選擇刀具類型、走刀路線及切削量，在指令字母的使用上要能夠對機床數控系統中的語法格式進行準確描述。對切削參數進行選擇時，還要對刀具自身的切削特性、零部件自身材料所具備的加工特性、零件加工余量、機床切削特性等因素進行綜合考慮。最后，在數控加工過程中，要確保零部件的刀具加工軌跡不發生過切、干涉、碰撞及欠切等現象。

3.3 仿真檢查環節

仿真檢查也是數控加工質量控制中的一大關鍵環節，仿真檢查的內容主要包括物理仿真與幾何仿真兩個部分。在物理仿真方面，人們主要通過對數控加工時所產生的物理現象進行模擬分析，以檢查該物理現象是否合理。在幾何仿真方面，則可通過虛擬現實技術或三維顯示技術的應用來對數控加工的整個過程進行逼真的幾何模擬，以便對數控程序中機床在運動時是否會發生幾何干涉或碰撞問題，以及刀具運行軌跡是否正確等問題進行檢查。可以說，仿真檢查環節是確保數控加工安全、準確的重要保證，該環節能夠有效避免加工過程中各種問題的發生，從而使數控加工變得更加科學、高效、合理。

3.4 數控加工質量控制方法及工具

在數控加工質量控制方法和工具應用中，人們應根據質量控制體系及其加工流程來實施質量策劃，確定各個工序中的質量控制點和指標特性值，然后對各個工序的能力進行實際調查，對影響工序開展的相關因素進行分析與確定。接著，編制工序管理點和質量表等質量控制文件，以便實時全面地對其數據加工過程中的質量指標進行動態收集，從而使質量控制方法能夠對這些質量指標數據進行整理、分析與評價。最后得出結論，并在實際數控加工過程中對影響質量的主導因素實施干預控制，從而使質量控制目標得以最終實現。

3.5 數控加工技術團隊的建立

在數控加工中，操作人員的自身水平將直接影響零部件的數控加工質量，因此建立技術過硬的數控加工技術團隊十分重要。企業應充分協調生產計劃員、程序編制員、刀具預調員、數控加工員及質量檢驗人員之間的工作關系，使其能夠做到緊密配合，并增強數控加工各個工種人員的質量控制意識，提高其技術水平，這樣才能使數控加工質量得到可靠控制。

4 結語

在對數控加工質量進行控制時，人們必須明確其各個關鍵環節，了解影響加工質量的相關因素。針對主導因素，人們要采取合理的質量控制方法進行干預控制，通過策劃、分析、診斷與改進這一質量控制過程的實施，更好地達到數控加工質量控制的目的。