王建峰

（江蘇省射陽中等專業(yè)學(xué)校，鹽城 224300）

數(shù)控加工是制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的關(guān)鍵與核心技術(shù)，合理使用數(shù)控加工不僅可以解決小批量零件、精密復(fù)雜零件的機(jī)械處理問題，還可以保證零件加工的穩(wěn)定性，適當(dāng)縮短零件加工周期，助推企業(yè)新產(chǎn)品革新與開發(fā)研究。但是，數(shù)控加工生產(chǎn)涉及的環(huán)節(jié)相對(duì)較多，在生產(chǎn)期間對(duì)質(zhì)量控制有著較高的要求。為確保能夠充分發(fā)揮數(shù)控加工的作用，需要針對(duì)數(shù)控加工過程組織展開質(zhì)量管控，為產(chǎn)品生產(chǎn)制造提供良好支撐。

1 數(shù)控加工概述

1.1 數(shù)控加工特點(diǎn)

數(shù)控加工指在數(shù)控機(jī)床中組織展開零件加工生產(chǎn)的工藝模式。與傳統(tǒng)常規(guī)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床可借助數(shù)字程序控制刀具、零件的位移，具有工序比較集中、自動(dòng)化、精準(zhǔn)度較高、軟性化的特征，比較適合加工處理形狀復(fù)雜、批量較小、品種相對(duì)多的零件[1]。

第一，工序集中。在工序?qū)用?，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床可借助自動(dòng)化系統(tǒng)，針對(duì)刀庫、刀架、機(jī)床等進(jìn)行集中化管控，節(jié)約資源，提高加工處理效率，適當(dāng)減少人力成本。

第二，自動(dòng)化。在自動(dòng)化方面，數(shù)控機(jī)床加工時(shí)并不需要通過人工對(duì)刀具進(jìn)行控制，數(shù)字系統(tǒng)可自動(dòng)控制刀具運(yùn)作程序，并且具有優(yōu)異的處理效果[2]。

第三，精準(zhǔn)度較高。無須消耗較多勞動(dòng)力就可展開零件高精度加工，避免引發(fā)人工誤差或者操作失誤等各類問題。如果選擇普通、常規(guī)的機(jī)床加工技術(shù)，將要消耗較多時(shí)間展開高素質(zhì)、實(shí)踐型技術(shù)人員培養(yǎng)，而現(xiàn)代編程數(shù)控技術(shù)十分容易掌握，無須耗費(fèi)較多時(shí)間即可有效掌握。

第四，軟性化。雖然傳統(tǒng)機(jī)床也具備軟性化的特點(diǎn)，但是應(yīng)用效率相對(duì)較低，工藝方法適應(yīng)性欠缺。若單純采取專機(jī)操作，雖然可以適當(dāng)提高生產(chǎn)效率，但是很難滿足市場(chǎng)實(shí)際需求。數(shù)控機(jī)床只需要優(yōu)化數(shù)控加工程序就可以組織展開新零件加工處理，具有效率較高、適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)、柔性化的優(yōu)勢(shì)特征，可以滿足新產(chǎn)品研發(fā)、零件高效應(yīng)用、急件加工等要求，與現(xiàn)代市場(chǎng)發(fā)展需求相符合[3]。

1.2 數(shù)控加工原則

在借助數(shù)控加工技術(shù)組織落實(shí)零件處理與加工時(shí)，需要重點(diǎn)遵循4 個(gè)原則。第一，先內(nèi)后外原則。先針對(duì)內(nèi)部型腔進(jìn)行加工，再加工處理零件外形。第二，有序落實(shí)原則。上下工序不能互相產(chǎn)生影響，特別是前道工序不得影響后續(xù)工序的處理操作。如果應(yīng)用道具和安裝方式相同，要選擇使用連續(xù)操作模式，避免在換刀、定位過程中進(jìn)行操作。在同一次安裝期間，需要先組織實(shí)施剛性程序。第三，在加工線路層面，盡量維護(hù)與保障加工件表面的粗糙度和干凈整潔度，盡量選取最短、最優(yōu)異的加工線路，避免空行過量對(duì)效率產(chǎn)生影響?？蛇x擇數(shù)值簡化的模式計(jì)算實(shí)際工作量，適當(dāng)減少相關(guān)加工程序。第四，重復(fù)應(yīng)用原則，采取子程序相互配合的模式。在成本與時(shí)間控制時(shí)，要適當(dāng)降低滑動(dòng)、刀具等各類零部件的損耗[4]。

2 數(shù)控加工過程中質(zhì)量控制的問題

2.1 數(shù)控加工工藝方案不健全

數(shù)據(jù)加工技術(shù)含量較高，實(shí)際生產(chǎn)原理與操作步驟十分復(fù)雜，因此在質(zhì)量管理控制過程中需要克服很多困難[5]。目前，在工藝加工處理期間，加工處理方案不夠完善，工藝生產(chǎn)流程相對(duì)較為分散，周轉(zhuǎn)零件時(shí)需要通過多個(gè)環(huán)節(jié)，多次進(jìn)行重復(fù)性定位或者零部件安裝可能會(huì)使得零件出現(xiàn)損傷與變形，無法保證零件質(zhì)量及形位公差。

2.2 生產(chǎn)編制過于粗放

現(xiàn)階段，國內(nèi)數(shù)控加工工藝計(jì)劃與方案編制并沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在細(xì)節(jié)層面還存在很多不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象?；诖祟惽闆r，企業(yè)在零部件生產(chǎn)期間很難全面發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，各類刀具的性能會(huì)大打折扣。具體來講，常規(guī)工藝思維在工藝方案計(jì)劃中占據(jù)主導(dǎo)地位，相關(guān)工作人員難以實(shí)時(shí)把控與掌握各類參數(shù)，必然會(huì)影響產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)精準(zhǔn)度與加工效率[6]。雖然數(shù)控技術(shù)成為當(dāng)前企業(yè)改革生產(chǎn)模式的焦點(diǎn)，但是由于生產(chǎn)工藝落后、編制粗放，數(shù)控技術(shù)在實(shí)踐探索應(yīng)用中無法完全發(fā)揮功能作用，進(jìn)而影響行業(yè)整體工藝水平的提高。

2.3 技術(shù)人員水平有限

數(shù)控加工在有關(guān)領(lǐng)域中得到全方位的推廣應(yīng)用，為我國制造業(yè)發(fā)展提供支撐。國家有關(guān)部門也在致力于縮小國內(nèi)外制造業(yè)的差距，培養(yǎng)一批高水平、優(yōu)異的技術(shù)人才。但是從產(chǎn)品質(zhì)量層面分析，相關(guān)工作人員專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力參差不齊，難以滿足數(shù)控加工制作要求。大部分技術(shù)人員雖然可借助經(jīng)驗(yàn)積累落實(shí)簡單產(chǎn)品機(jī)械的制造與加工，但是面對(duì)大量、復(fù)雜零部件的加工，很難達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床的加工處理效率，因此組織展開技術(shù)人才培訓(xùn)是需要重點(diǎn)關(guān)注的課題。

3 數(shù)控加工過程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

3.1 優(yōu)化數(shù)控加工工藝方案，確定工藝生產(chǎn)路線

數(shù)控加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工相同，在運(yùn)行期間都需要遵循統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的原則，但是數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度較高，具有工藝設(shè)計(jì)較為嚴(yán)密、工藝內(nèi)容具體明確、重視數(shù)控加工適用性等特點(diǎn)。數(shù)控加工方案的科學(xué)合理性是組織落實(shí)數(shù)控程序編制的前提及依據(jù)，若工藝方案和計(jì)劃考慮不全面，可能會(huì)使得數(shù)控加工出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致數(shù)控加工工作量不斷增加，影響數(shù)控程序?qū)嵤┑馁|(zhì)量水平。因此，為保證數(shù)控加工水平，需要針對(duì)數(shù)控加工方案進(jìn)行規(guī)范合理設(shè)計(jì)[7]。

首先，全方位研究分析零件特點(diǎn)，初步設(shè)定與制定工藝加工路線。其次，組織展開產(chǎn)品試制活動(dòng)，并結(jié)合試制結(jié)果調(diào)整工藝路線，確定零部件數(shù)控加工分析，分析數(shù)控加工工藝路線和加工程序，科學(xué)合理選擇數(shù)控加工道具，以此設(shè)計(jì)出成本、技術(shù)、效率最優(yōu)的零部件產(chǎn)品工藝生產(chǎn)路線。最后，精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)收集數(shù)控加工工序的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，借助質(zhì)量管控方案組織展開指標(biāo)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和整理分析，明確掌握工序質(zhì)量情況，干預(yù)管控工序質(zhì)量的影響因素，最終實(shí)現(xiàn)全面提升數(shù)據(jù)加工過程質(zhì)量的目標(biāo)。

3.2 科學(xué)合理編制數(shù)控程序，保證生產(chǎn)質(zhì)量

數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控程序控制，借助數(shù)控程序可令機(jī)床根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的順序、方案高質(zhì)量完成零部件產(chǎn)品的制作。因此，程序編制是否科學(xué)合理會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。若零部件工藝路線存在不足或者產(chǎn)品質(zhì)量需要優(yōu)化改進(jìn)，應(yīng)借助數(shù)控程序主導(dǎo)落實(shí)。為了保證和維護(hù)這一環(huán)節(jié)工作穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性，應(yīng)做到3 點(diǎn)。一是零部件產(chǎn)品處理模型必須精準(zhǔn)、全面，并正確定義編程坐標(biāo)系，針對(duì)安全平面、數(shù)控機(jī)床屬性、刀點(diǎn)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。二是科學(xué)合理選擇零部件產(chǎn)品數(shù)控加工中各個(gè)操作工序，有序劃分特定產(chǎn)品生產(chǎn)流程與工序。例如，結(jié)合刀具類型選擇正確的走刀路線與切削用量，然后改進(jìn)加工順序，整合收集各類分散的工序，持續(xù)提高數(shù)控加工效率。在上述工作完成后，還要借助符合數(shù)控機(jī)床指令的字母和語法格式有效描述。三是監(jiān)督管理刀具實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，防止數(shù)控機(jī)床操作臺(tái)與加工刀具、被加工零部件或者夾具間出現(xiàn)欠切、過切、互相干涉、碰撞等各類問題，有效發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的功能作用。

3.3 合理選擇質(zhì)量控制方法，健全數(shù)控加工質(zhì)量管理程序

數(shù)控加工過程質(zhì)量管理控制方法主要包含分層法、調(diào)查表、排列圖、因果圖、控制圖和直方圖等統(tǒng)計(jì)方式，以及親緣圖法、關(guān)聯(lián)圖法、矩陣數(shù)據(jù)分析方法、矩陣圖法、箭頭圖法和過程決策管理法等以定性、定量為主的方法。實(shí)際過程中需要依托數(shù)控加工生產(chǎn)質(zhì)量信息以及數(shù)據(jù)資料，針對(duì)質(zhì)量管理控制人員、操作人員的技能水平進(jìn)行綜合考量，并采取高效、便捷、靈活穩(wěn)定的原則，科學(xué)合理地選擇質(zhì)量管理控制方法，實(shí)現(xiàn)管理控制零件數(shù)控加工順序及零部件實(shí)物質(zhì)量狀態(tài)的目標(biāo)。

3.4 開展數(shù)控加工過程仿真檢查，展示數(shù)控加工運(yùn)行過程

仿真檢查技術(shù)是數(shù)控加工中的核心技術(shù)，也是管理控制數(shù)控加工過程實(shí)施質(zhì)量的關(guān)鍵手段，仿真內(nèi)容主要分為幾何仿真和物理仿真兩種類型。

幾何仿真選擇使用數(shù)控加工仿真軟件程序，利用先進(jìn)、現(xiàn)代化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、三維顯示技術(shù)，模擬數(shù)控加工流程、機(jī)床實(shí)際運(yùn)行過程等。借助幾何仿真技術(shù)，能夠有效監(jiān)督檢查機(jī)床運(yùn)行幾何碰撞問題以及數(shù)控機(jī)床中刀具實(shí)際運(yùn)行軌跡，從而保證數(shù)控加工的有效性，提升數(shù)控加工的安全性和檢查效率，避免出現(xiàn)損失與缺陷。

物理仿真主要是深入研究與分析數(shù)控加工中的各類物理現(xiàn)象?，F(xiàn)階段，物理仿真技術(shù)主要在現(xiàn)代化、先進(jìn)企業(yè)中使用。部分企業(yè)為保證生產(chǎn)效率，引進(jìn)研究基地開發(fā)一套動(dòng)力學(xué)仿真優(yōu)化系統(tǒng)軟件，全面選擇銑削時(shí)的切削參數(shù)及力學(xué)仿真數(shù)據(jù)。有些企業(yè)以元分析技術(shù)為依托，針對(duì)復(fù)雜、緊密的結(jié)構(gòu)零部件數(shù)控切削過程進(jìn)行仿真管理，借助科學(xué)合理的有限元加工處理模式，模擬數(shù)控機(jī)床中零部件加工物理過程，包括零部件加工系統(tǒng)條件、材料具備的物理優(yōu)勢(shì)特征、材料初始的應(yīng)力狀態(tài)、操作設(shè)備軌跡載荷改變等，進(jìn)而明確把控與掌握零部件加工處理方法、結(jié)構(gòu)特征、數(shù)控編程舉措等，控制大型、復(fù)雜、精密度較高的零部件加工變形問題。

3.5 強(qiáng)化數(shù)控隊(duì)伍構(gòu)建，提升人員數(shù)控加工處理能力

人才是企業(yè)最主要的生產(chǎn)力，也是質(zhì)量管理控制的根本。從實(shí)際層面分析，目前大部分企業(yè)數(shù)控加工處理人員并非科班出身，但是具有豐富、充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)此，數(shù)控企業(yè)必須不斷強(qiáng)化人力資源構(gòu)建，依托實(shí)際情況逐步提高人才選聘門檻。首先，企業(yè)需要積極與高等院校配合，改善企業(yè)成員結(jié)構(gòu)，吸引高素質(zhì)、高水平人才，構(gòu)建一支實(shí)踐能力較強(qiáng)、理論素養(yǎng)優(yōu)異的工作團(tuán)隊(duì)，避免因?yàn)槿藶椴僮魇д`而引發(fā)損失。其次，企業(yè)需要結(jié)合數(shù)控加工需求，制訂教育培訓(xùn)計(jì)劃和方案，定期、定時(shí)實(shí)施培訓(xùn)活動(dòng)，及時(shí)為員工傳遞推廣現(xiàn)代化理論，培育技術(shù)人員的質(zhì)量意識(shí)，激勵(lì)其積極主動(dòng)展開質(zhì)量管理工作。再次，應(yīng)及時(shí)召開內(nèi)外部交流活動(dòng)，鼓勵(lì)數(shù)控加工技術(shù)人員分享成功經(jīng)驗(yàn)。最后，企業(yè)要健全與優(yōu)化績效考核體系，針對(duì)員工操作行為進(jìn)行綜合化、系統(tǒng)化的調(diào)查分析，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題制定科學(xué)合理的解決措施，并給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰，以提升技術(shù)工作人員質(zhì)量管控的主動(dòng)性。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代化制造業(yè)中，數(shù)控加工是十分重要的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)于我國制造業(yè)快速、長遠(yuǎn)發(fā)展具有一定的影響。因此，需要不斷強(qiáng)化數(shù)控加工質(zhì)量管控，優(yōu)化加工工藝方案，調(diào)整數(shù)控加工編制，健全數(shù)控加工過程質(zhì)量管控計(jì)劃，做好數(shù)控加工過程仿真檢查，創(chuàng)建一支專業(yè)化、高水平的數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)，以此全方位提高數(shù)控加工質(zhì)量水平，使數(shù)控加工具備較強(qiáng)的精準(zhǔn)性、安全性以及穩(wěn)定性，確保全面發(fā)揮其功能作用。