基于數(shù)控加工過程中的質(zhì)量如何控制

徐軍平

（常州劉國鈞高等職業(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)，也是我國制造業(yè)中的重要領(lǐng)域，在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了極為關(guān)鍵的地位。相對于傳統(tǒng)的普通機(jī)床來說，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，同時采用程序控制的加工過程也在很大程度上避免了人為操作帶來的一系列問題，使產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。但是，隨著各種裝備的復(fù)雜程度越來越高，對零件要求的精度也越來越高，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工的過程中，如果由于工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)，或編程不合理，就很容易使加工過程出現(xiàn)意外情況，難以對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題。因此，對數(shù)控加工過程中的質(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)控加工過程中還是容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。經(jīng)過文獻(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)控加工面對的正是這些零件對象。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)的過程中，如果加工地點(diǎn)分散，產(chǎn)品周轉(zhuǎn)和搬運(yùn)的過程中也容易造成零件變形和劃傷。實(shí)際使用過程中對零件地強(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

從我國數(shù)控加工領(lǐng)域的情況來看，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)的時候，由于受傳統(tǒng)工藝的思維限制，對各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)計(jì)也不能很好地把握，到了實(shí)際加工過程中，也未能嚴(yán)格按照圖紙的設(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，但仍然不能通過合理的工藝發(fā)揮其作用，因而影響到整個行業(yè)的工藝水平。

1.3 技術(shù)人員水平有限

數(shù)控加工領(lǐng)域在我國的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，因而相關(guān)的從業(yè)人員也很多，對于技術(shù)人員來說，其理論和實(shí)踐水平對產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響。而我國數(shù)控專業(yè)從業(yè)并沒有什么嚴(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)知識的學(xué)習(xí)，其理論基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱。對于簡單的零件加工問題不大，但是對于要求嚴(yán)格的較復(fù)雜的零件，就體現(xiàn)了其水平的約束性了，有時候花了很多時間去研究，仍然無法生產(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)過程中沒有對加工的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明，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)施加工之前又沒有經(jīng)過驗(yàn)證，那么在正式加工的過程中必然容易出現(xiàn)問題，即使最后把零件做出來了，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)是否合理對加工質(zhì)量控制有著源頭性的作用。設(shè)計(jì)者應(yīng)在對零件特點(diǎn)進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，先對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。反過來看，零件加工質(zhì)量的優(yōu)化，最終也要通過程序的調(diào)整來實(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)床本身并不能識別圖紙，它是按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)動來對材料進(jìn)行加工的。在程序編制過程中，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)中是否存在切削過度、零件碰撞和互相干涉等問題。通過全面的調(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程中突然出現(xiàn)，造成加工過程的中斷和混亂。做好準(zhǔn)備工作的第一步是要對數(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)真核對所用刀具的直徑、刃長、長度補(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)的競爭最終都表現(xiàn)為人才的競爭，人才對地企業(yè)保持核心競爭力具有重要作用，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)、市場開拓、質(zhì)量管理等各個環(huán)節(jié)無不需要著各種高水平的人才。同時，人才并不是說有一個人就可以了，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，又可以取長補(bǔ)短，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的作用。數(shù)控隊(duì)伍專業(yè)化對于數(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，才能對整個數(shù)控加工過程了如指掌，并掌握工藝的優(yōu)化方法和糾正質(zhì)量問題。對于人才隊(duì)伍的建設(shè)，既要講究先進(jìn)獎勵，又要進(jìn)行責(zé)任追究，對于認(rèn)真負(fù)責(zé)，具有質(zhì)量意識，產(chǎn)品質(zhì)量控制好的人員，應(yīng)及時予以適當(dāng)?shù)莫剟?。但對于質(zhì)量意識差，出現(xiàn)質(zhì)量問題的人員，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)量意識和質(zhì)量把控能力。

3 結(jié)語

對于制造企業(yè)來說，市場的競爭實(shí)際上就是產(chǎn)品質(zhì)量的競爭，因此數(shù)控企業(yè)越來越重視加式質(zhì)量的控制，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量以保有市場占有率。隨著我國提出《中國制造2025》的口號，制造業(yè)的發(fā)展更受到了國家的高度重視，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)時代的發(fā)展。具體來說，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)核心競爭力。

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