關(guān)于數(shù)控機(jī)床加工關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制探討

李瓏

摘 要：對于機(jī)械產(chǎn)品的加工過程而言，其中可能存在一道或幾道工序的加工質(zhì)量對產(chǎn)品最終的功能和性能影響巨大，我們稱其為關(guān)鍵工序。只有對關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量加強(qiáng)管控，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品。本文對數(shù)控機(jī)床加工關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制問題進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；關(guān)鍵工序；質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.011

1 引言

隨著數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國的機(jī)械加工水平也在不斷提升，這有力地促進(jìn)了我國制造業(yè)的發(fā)展，給工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但與此同時我們也要清醒地認(rèn)識到，數(shù)控加工技術(shù)在使用中依然存在一些問題，而這些問題會影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量，我們只有加強(qiáng)對數(shù)控加工過程的質(zhì)量控制，尤其是對產(chǎn)品關(guān)鍵工序的質(zhì)量加強(qiáng)管控，才能使數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢得到最大限度的發(fā)揮。本文正是基于這一立場，對數(shù)控機(jī)床加工關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制問題進(jìn)行了一些有意義的探討。

2 影響加工質(zhì)量的因素

對于機(jī)械產(chǎn)品的加工過程而言，其中可能存在一道或幾道工序的加工質(zhì)量對產(chǎn)品最終的功能和性能影響巨大，我們稱其為關(guān)鍵工序。只有對關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量加強(qiáng)管控，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品?，F(xiàn)實(shí)中，影響關(guān)鍵工序質(zhì)量的因素主要包括機(jī)床刀具、材料、操作方法以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的因素。這些因素對關(guān)鍵工序加工質(zhì)量的影響并非同等重要，往往是其中某個因素對特定加工對象起著決定性的作用，處于“支配”地位。這也就從側(cè)面決定了，我們必須根據(jù)具體的加工對象，分析影響其關(guān)鍵工序加工質(zhì)量的決定因素，并確定該因素與關(guān)鍵工序加工質(zhì)量間的關(guān)系，最后在此基礎(chǔ)上制定對關(guān)鍵工序質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)和策略，進(jìn)而保障工序加工質(zhì)量滿足實(shí)際要求。對某一具體加工對象而言，其關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制就是對上面提及的幾大要素進(jìn)行管控。

3 數(shù)控機(jī)床上關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制

本文從刀具、操作方法、操作者、材料及生產(chǎn)環(huán)境這五個方面來探討關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制方法。

3.1 刀具方面

與普通機(jī)床相同，數(shù)控機(jī)床也需要通過刀具和工件間的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)切削加工，如果刀具在加工過程中出現(xiàn)磨損而又沒有及時更換，那么必然會給關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

刀具的磨損情況對加工表面的粗糙度和關(guān)鍵工序尺寸的加工精度影響很大。現(xiàn)實(shí)中，刀具磨損量在切削剛開始時的增加很快，但在開始一段時間后，磨損量的增加就與切削路程成正比關(guān)系，待磨損超過一定程度后又會急劇增加，而這時就必須停止加工，進(jìn)行刃磨或更換刀具。刀具的磨損過程如圖1所示。

現(xiàn)實(shí)中，影響刀具磨損的主要因素包括：刀具選用不合理、切削參數(shù)特別是切削用量的選擇不恰當(dāng)、零件材料與刀具材質(zhì)間存在工藝不匹配、零件毛坯中存在硬質(zhì)顆粒以及補(bǔ)焊時局部硬度過高等等。針對這些因素，我們可以采取以下措施來控制關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量：首先，根據(jù)零件材料選擇合適的刀具；其次，合理確定切削參數(shù)；第三，對刀具的磨損情況進(jìn)行在線監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)其進(jìn)入劇烈磨損階段，就必須立即進(jìn)行更換以保障加工質(zhì)量。

3.2 材料及生產(chǎn)環(huán)境方面

材料及生產(chǎn)環(huán)境對關(guān)鍵工序加工質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第一，如果毛坯為鑄造件，那么毛坯中存在的砂眼等鑄造缺陷會影響加工質(zhì)量；第二，加工環(huán)境溫度波動不均，使工件在經(jīng)過關(guān)鍵工序后依然存在殘余應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)變形。鑒于此，為了確保關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量，必須對毛坯質(zhì)量加強(qiáng)檢測，尤其要重點(diǎn)檢查鑄造毛坯中是否存在缺陷；同時還應(yīng)對加工現(xiàn)場的溫度加強(qiáng)控制，并對經(jīng)過關(guān)鍵工序后的工件進(jìn)行時效處理，進(jìn)而有效消除殘余應(yīng)力的影響。

3.3 操作方法方面

對于數(shù)控加工過程而言，關(guān)鍵工序加工前的刀具安裝角度會對工序質(zhì)量產(chǎn)生影響，比如刀具安裝不牢固就會造成加工中產(chǎn)生劇烈振動，進(jìn)而影響加工質(zhì)量。因此，有必要在關(guān)鍵工序加工前對刀具的安裝情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

此外，為了確保關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量，一般要在工序加工后對其進(jìn)行測量檢驗(yàn)，以為加工質(zhì)量評判提供依據(jù)。但測量過程本身就包含了各種誤差因素存在，進(jìn)而致使測量結(jié)果與真實(shí)值間存在誤差。為了提升測量精度，可以采取以下措施：第一，在對經(jīng)過關(guān)鍵工序后的工件進(jìn)行測量之前，應(yīng)該首先了解所采用的測量儀器和方法所能達(dá)到的測量精度，然后依據(jù)關(guān)鍵工序中的關(guān)鍵尺寸精度控制要求合理選擇測量工具和方法。第二，對于沒有精度控制標(biāo)準(zhǔn)的測量，一般可按測量儀器的極限誤差占被測工件公差的1/10-1/3 來選擇。

3.4 操作者方面

數(shù)控機(jī)床的加工精度除了取決于機(jī)床、刀具等“硬件”之外，也取決于任務(wù)安排、控制規(guī)劃、工人技能等“軟件”因素。因此，要確保數(shù)控機(jī)床對關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量滿足工藝要求，就必須對相關(guān)操作者和工藝人員進(jìn)行培訓(xùn)，通過提升他們的綜合技能來為加工質(zhì)量保障奠定良好基礎(chǔ)。

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