基于數(shù)控加工過(guò)程中的質(zhì)量如何控制

徐軍平

（常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州 213025）

數(shù)控加工是裝備制造中的重要環(huán)節(jié)，也是我國(guó)制造業(yè)中的重要領(lǐng)域，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了極為關(guān)鍵的地位。相對(duì)于傳統(tǒng)的普通機(jī)床來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)加工技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步提高了零件加工效率，同時(shí)采用程序控制的加工過(guò)程也在很大程度上避免了人為操作帶來(lái)的一系列問(wèn)題，使產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。但是，隨著各種裝備的復(fù)雜程度越來(lái)越高，對(duì)零件要求的精度也越來(lái)越高，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工的過(guò)程中，如果由于工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)，或編程不合理，就很容易使加工過(guò)程出現(xiàn)意外情況，難以對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。因此，對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中的質(zhì)量控制進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)控加工質(zhì)量控制現(xiàn)狀

數(shù)控加工技術(shù)使零件加工效率更高，工藝設(shè)計(jì)更加靈活，但也給加工過(guò)程的質(zhì)量控制增加了難度，使具體的產(chǎn)品質(zhì)量難以嚴(yán)格控制。雖然數(shù)控機(jī)床已不是什么新鮮事物，但面對(duì)各種各樣的零件和各不相同的加工要求，以及專業(yè)水平參差不齊的技術(shù)人員，在數(shù)控加工過(guò)程中還是容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)查閱和相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文將數(shù)控加工的質(zhì)量問(wèn)題總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1.1 零件總體質(zhì)量不高

機(jī)械設(shè)備雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，但其基本結(jié)構(gòu)都是由零件組成的，而數(shù)控加工面對(duì)的正是這些零件對(duì)象。數(shù)控加工技術(shù)含量高，原理復(fù)雜，零件數(shù)量多，特別是在批量生產(chǎn)的過(guò)程中，如果加工地點(diǎn)分散，產(chǎn)品周轉(zhuǎn)和搬運(yùn)的過(guò)程中也容易造成零件變形和劃傷。實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)零件地強(qiáng)度、尺寸等都有嚴(yán)格的要求，但現(xiàn)有的零件由于各種原因還沒(méi)有完全跟上工程質(zhì)量，因而體現(xiàn)出數(shù)控加工領(lǐng)域的產(chǎn)品總體質(zhì)量不高的現(xiàn)狀。

1.2 生產(chǎn)工藝水平落后

從我國(guó)數(shù)控加工領(lǐng)域的情況來(lái)看，當(dāng)前數(shù)控加工工藝方案的編制比較粗放，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，工藝設(shè)計(jì)也不盡合理，很難發(fā)揮出數(shù)據(jù)機(jī)床的先進(jìn)性和刀具的實(shí)際性能。在進(jìn)行工藝方案設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于受傳統(tǒng)工藝的思維限制，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)計(jì)也不能很好地把握，到了實(shí)際加工過(guò)程中，也未能嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，造成了一定的誤差，程序編制的水平也不一而足，效率不高。綜合這些原因，雖然數(shù)控機(jī)床技術(shù)已相當(dāng)成熟，但仍然不能通過(guò)合理的工藝發(fā)揮其作用，因而影響到整個(gè)行業(yè)的工藝水平。

1.3 技術(shù)人員水平有限

數(shù)控加工領(lǐng)域在我國(guó)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，因而相關(guān)的從業(yè)人員也很多，對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其理論和實(shí)踐水平對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響。而我國(guó)數(shù)控專業(yè)從業(yè)并沒(méi)有什么嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，甚至很多技術(shù)人員是按照傳統(tǒng)的學(xué)徒制進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，其理論基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱。對(duì)于簡(jiǎn)單的零件加工問(wèn)題不大，但是對(duì)于要求嚴(yán)格的較復(fù)雜的零件，就體現(xiàn)了其水平的約束性了，有時(shí)候花了很多時(shí)間去研究，仍然無(wú)法生產(chǎn)出完全滿足圖紙要求的產(chǎn)品，或者質(zhì)量不高。

2 數(shù)控加工過(guò)程的質(zhì)量控制

2.1 數(shù)控工藝設(shè)計(jì)合理化

數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)是以零件圖紙為基礎(chǔ)，不同的零件和要求有不同的加工工藝，因此設(shè)計(jì)者必須對(duì)數(shù)控加工的內(nèi)容非常熟悉。明確了設(shè)計(jì)內(nèi)容之后，應(yīng)綜合考慮零件的特點(diǎn)、加工要求以及機(jī)床的能力等因素，對(duì)工藝路線進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床起源于傳統(tǒng)的普通機(jī)床，因而兩者之間具有很多共同點(diǎn)，但是由于數(shù)控機(jī)床的智能化和自動(dòng)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，因此其加工工藝路線和具體要求有著其特殊之處，最主要的是在機(jī)床的控制方面。如果數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有對(duì)加工的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，參數(shù)存在誤差，或者方法流程與零件要求不相符，而在正式實(shí)施加工之前又沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，那么在正式加工的過(guò)程中必然容易出現(xiàn)問(wèn)題，即使最后把零件做出來(lái)了，也并不一定就是效率最高、成本最低的工藝路線。因此，工藝設(shè)計(jì)是否合理對(duì)加工質(zhì)量控制有著源頭性的作用。設(shè)計(jì)者應(yīng)在對(duì)零件特點(diǎn)進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，先對(duì)加工方案做出初步設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行必要的試制，根據(jù)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，最終給出一套在效率和成本上均為最優(yōu)的加工工藝設(shè)計(jì)方案。

2.2 數(shù)控程序編制科學(xué)化

數(shù)控程序的作用是控制數(shù)控機(jī)床按預(yù)定的方案進(jìn)行零件加工，顯然，程序編制是否合理直接影響著零件加工的質(zhì)量。反過(guò)來(lái)看，零件加工質(zhì)量的優(yōu)化，最終也要通過(guò)程序的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)出合理的加工工藝之后，并不是就一定可以生產(chǎn)出符合圖紙要求的產(chǎn)品，還需要有一套與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求完全一致的數(shù)控程序。數(shù)控程序的編制是建立在對(duì)零件進(jìn)行準(zhǔn)確建模的基礎(chǔ)之上的，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床本身并不能識(shí)別圖紙，它是按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)材料進(jìn)行加工的。在程序編制過(guò)程中，首先要明確定義好模型的坐標(biāo)系統(tǒng)，合理選擇參照面；其次要根據(jù)零件要求的相關(guān)指標(biāo)選擇合適的刀具；再次應(yīng)綜合各種因素設(shè)計(jì)加工工序，明確何時(shí)采用何種加工手段，進(jìn)給量是多少；最后要分析工序設(shè)計(jì)的合理性，分析各加工環(huán)節(jié)中是否存在切削過(guò)度、零件碰撞和互相干涉等問(wèn)題。通過(guò)全面的調(diào)試編制科學(xué)的程序。

2.3 數(shù)控加工準(zhǔn)備充分化

數(shù)控加工質(zhì)量不但與人為因素有關(guān)，也與許多客觀因素有關(guān)；不但與設(shè)計(jì)者有關(guān)，還與操作者有關(guān)。因此影響數(shù)控加工質(zhì)量的因素是多方面的，在正式開(kāi)始加工之前必須充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，盡量避免人為因素或客觀因素在加工過(guò)程中突然出現(xiàn)，造成加工過(guò)程的中斷和混亂。做好準(zhǔn)備工作的第一步是要對(duì)數(shù)控機(jī)床的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，確保機(jī)床精度符合零件加工要求，并確認(rèn)機(jī)床處于正常工作狀態(tài)，各組件運(yùn)行良好；第二步是做好刀具的檢查工作，認(rèn)真核對(duì)所用刀具的直徑、刃長(zhǎng)、長(zhǎng)度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償?shù)葏?shù)是否與工藝要求的完全一致；第三步是要檢查零件的裝夾方式和原點(diǎn)位置，特別是不要出現(xiàn)夾反、倒置的情況；第四步是要準(zhǔn)備好加工記錄表格和自檢表格，隨著記錄各項(xiàng)參數(shù)和實(shí)際參數(shù)，例如零件關(guān)鍵尺寸自檢表，在加工之前需要反復(fù)確認(rèn)。只有做好了充分地準(zhǔn)備工作，才能在加工過(guò)程中更加順序，從而按設(shè)計(jì)要求保證了產(chǎn)品質(zhì)量，避免大量產(chǎn)品報(bào)廢，節(jié)省成本。

2.4 數(shù)控隊(duì)伍建設(shè)專業(yè)化

企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)最終都表現(xiàn)為人才的競(jìng)爭(zhēng)，人才對(duì)地企業(yè)保持核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用，數(shù)控加工企業(yè)也不例外。工藝設(shè)計(jì)、零件加工、設(shè)備保養(yǎng)、市場(chǎng)開(kāi)拓、質(zhì)量管理等各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)不需要著各種高水平的人才。同時(shí)，人才并不是說(shuō)有一個(gè)人就可以了，要使質(zhì)量體系發(fā)生質(zhì)變，必須組建起一支專業(yè)水平高、綜合素質(zhì)好的數(shù)控人才隊(duì)伍，既發(fā)揮強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的巨大力量，又可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的作用。數(shù)控隊(duì)伍專業(yè)化對(duì)于數(shù)控加工的質(zhì)量控制具有決定性的意義，只有專業(yè)的人員，才能對(duì)整個(gè)數(shù)控加工過(guò)程了如指掌，并掌握工藝的優(yōu)化方法和糾正質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于人才隊(duì)伍的建設(shè)，既要講究先進(jìn)獎(jiǎng)勵(lì)，又要進(jìn)行責(zé)任追究，對(duì)于認(rèn)真負(fù)責(zé)，具有質(zhì)量意識(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量控制好的人員，應(yīng)及時(shí)予以適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)。但對(duì)于質(zhì)量意識(shí)差，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的人員，也要進(jìn)行嚴(yán)厲的追責(zé)。只有這樣，才能逐漸增加隊(duì)伍的專業(yè)化水平，并不斷提高質(zhì)量意識(shí)和質(zhì)量把控能力。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上就是產(chǎn)品質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)，因此數(shù)控企業(yè)越來(lái)越重視加式質(zhì)量的控制，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量以保有市場(chǎng)占有率。隨著我國(guó)提出《中國(guó)制造2025》的口號(hào)，制造業(yè)的發(fā)展更受到了國(guó)家的高度重視，數(shù)控加工作為零件加工制造的重要領(lǐng)域，必然也要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。具體來(lái)說(shuō)，就是要加強(qiáng)質(zhì)量控制，提高加工效率，降低加工成本，讓顧客滿意，保持企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]許紅艷. 加工機(jī)械中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展淺析[J]. 中國(guó)設(shè)備工程,2017,(2):149-150.

[2]梁保然. 數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化研究[J]. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化, 2017, 5(6):72-72.

[3]黃金水. 影響數(shù)控加工質(zhì)量的因素分析及相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備, 2017,(7):105-105.