關于數控機床加工關鍵工序的質量控制探討

李瓏

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

關鍵詞：數控機床；關鍵工序；質量控制

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

1 引言

隨著數控加工技術的廣泛應用，我國的機械加工水平也在不斷提升，這有力地促進了我國制造業的發展，給工業現代化的發展奠定了堅實的基礎。但與此同時我們也要清醒地認識到，數控加工技術在使用中依然存在一些問題，而這些問題會影響到最終產品的質量，我們只有加強對數控加工過程的質量控制，尤其是對產品關鍵工序的質量加強管控，才能使數控加工技術的優勢得到最大限度的發揮。本文正是基于這一立場，對數控機床加工關鍵工序的質量控制問題進行了一些有意義的探討。

2 影響加工質量的因素

對于機械產品的加工過程而言，其中可能存在一道或幾道工序的加工質量對產品最終的功能和性能影響巨大，我們稱其為關鍵工序。只有對關鍵工序的加工質量加強管控，才能生產出質量合格的產品。現實中，影響關鍵工序質量的因素主要包括機床刀具、材料、操作方法以及生產環境等方面的因素。這些因素對關鍵工序加工質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。這也就從側面決定了，我們必須根據具體的加工對象，分析影響其關鍵工序加工質量的決定因素，并確定該因素與關鍵工序加工質量間的關系，最后在此基礎上制定對關鍵工序質量的控制標準和策略，進而保障工序加工質量滿足實際要求。對某一具體加工對象而言，其關鍵工序的質量控制就是對上面提及的幾大要素進行管控。

3 數控機床上關鍵工序的質量控制

本文從刀具、操作方法、操作者、材料及生產環境這五個方面來探討關鍵工序的質量控制方法。

3.1 刀具方面

與普通機床相同，數控機床也需要通過刀具和工件間的相對運動來實現切削加工，如果刀具在加工過程中出現磨損而又沒有及時更換，那么必然會給關鍵工序的加工質量造成嚴重影響。

刀具的磨損情況對加工表面的粗糙度和關鍵工序尺寸的加工精度影響很大。現實中，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，進行刃磨或更換刀具。刀具的磨損過程如圖1所示。

現實中，影響刀具磨損的主要因素包括：刀具選用不合理、切削參數特別是切削用量的選擇不恰當、零件材料與刀具材質間存在工藝不匹配、零件毛坯中存在硬質顆粒以及補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鍵工序的加工質量：首先，根據零件材料選擇合適的刀具；其次，合理確定切削參數；第三，對刀具的磨損情況進行在線監測，一旦發現其進入劇烈磨損階段，就必須立即進行更換以保障加工質量。

3.2 材料及生產環境方面

材料及生產環境對關鍵工序加工質量的影響主要體現為以下幾點：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量；第二，加工環境溫度波動不均，使工件在經過關鍵工序后依然存在殘余應力，進而引發變形。鑒于此，為了確保關鍵工序的加工質量，必須對毛坯質量加強檢測，尤其要重點檢查鑄造毛坯中是否存在缺陷；同時還應對加工現場的溫度加強控制，并對經過關鍵工序后的工件進行時效處理，進而有效消除殘余應力的影響。

3.3 操作方法方面

對于數控加工過程而言，關鍵工序加工前的刀具安裝角度會對工序質量產生影響，比如刀具安裝不牢固就會造成加工中產生劇烈振動，進而影響加工質量。因此，有必要在關鍵工序加工前對刀具的安裝情況進行嚴格檢查。

此外，為了確保關鍵工序的加工質量，一般要在工序加工后對其進行測量檢驗，以為加工質量評判提供依據。但測量過程本身就包含了各種誤差因素存在，進而致使測量結果與真實值間存在誤差。為了提升測量精度，可以采取以下措施：第一，在對經過關鍵工序后的工件進行測量之前，應該首先了解所采用的測量儀器和方法所能達到的測量精度，然后依據關鍵工序中的關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準的測量，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

數控機床的加工精度除了取決于機床、刀具等“硬件”之外，也取決于任務安排、控制規劃、工人技能等“軟件”因素。因此，要確保數控機床對關鍵工序的加工質量滿足工藝要求，就必須對相關操作者和工藝人員進行培訓，通過提升他們的綜合技能來為加工質量保障奠定良好基礎。

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