(機械加工論文)機械加工過程質量控制研究

【機械加工論文】機械加工過程質量控制研究內(nèi)容摘要：機械加工制造是國民經(jīng)濟的基礎領域，它的發(fā)展提升對其他工業(yè)領域的進步起到關鍵支撐作用。本文對機械加工中的質量問題產(chǎn)生原因進行了深切進入分析，并進一步就如何加強質量控制的措施進行了詳細探討，希望對推動機械加工質量的提升能夠產(chǎn)生一些有意義的參考和借鑒。本文關鍵詞語：機械加工過程；質量問題；產(chǎn)生原因；控制措施1研究意義機械加工制造是國民經(jīng)濟的基礎領域，它的發(fā)展提升對其他工業(yè)領域的進步起到關鍵支撐作用。近年來，隨著數(shù)控機床、加工中心和各種計算機輔助設計制造技術的推廣普及和大規(guī)模應用，我們國家的機械加工水平取得了顯著提升，產(chǎn)品的加工質量與過去相比有了很大程度上的改善。但總的來說，機械加工進程難免會受到一些因素的干擾影響，使得產(chǎn)品的加工精度和質量在不同程度上受到影響，如何進一步改善提升機械加工質量成為了社會高度關注的話題。除此之外，固然我們國家的機械加工水平進步迅速，但與之相關的其他國民生產(chǎn)領域對機械產(chǎn)品的要求也在同步提升，我們國家的機械加工質量在知足這種不斷提升的需求方面還存在一定發(fā)展滯后，一些核心裝備和關鍵零部件依然依賴進口，使得我們在推動這些相關領域發(fā)展的時候遭受“卡脖子〞問題，這也要求我們必須投入更多的資源對機械加工技術進行進一步研究，促使加工質量得到進一步的改善突破。本文正是立足這一出發(fā)點，對機械加工中的質量問題產(chǎn)生原因進行了深切進入分析，并進一步就如何加強質量控制的措施進行了詳細探討，希望對推動機械加工質量的提升能夠產(chǎn)生一些有意義的參考和借鑒。2質量控制內(nèi)容對于機械加工過程而言，其產(chǎn)品的質量主要是靠加工精度和表面微觀輪廓質量來具體表現(xiàn)出。前者又可以進一步細分為機械產(chǎn)品結構尺寸的精度以及結構的幾何形狀和位置精度；后者主要講地是表面粗糙度。對于結構尺寸精度，指的是實際加工尺寸與公稱尺寸間的差距，這種差距如果在尺寸公差的約束范圍內(nèi)即質量合格；反之則代表不合格。對于幾何精度，主要指產(chǎn)品幾何結構的形狀誤差和位置誤差與理想形狀、位置間的差距，同樣這種差距如果在幾何公差約束的范圍內(nèi)就代表質量合格；反之則說明質量不合格。對于表面微觀輪廓精度的控制，一般指產(chǎn)品表面的粗糙度檢測值不得超過粗糙度極限值的范圍，否則就說明產(chǎn)品的表面加工質量不合格。3導致質量問題的原因分析在機械加工過程中，因為構成制造系統(tǒng)的要素較多，且系統(tǒng)在工作中可能會受到各種內(nèi)、外環(huán)境因素的干擾影響，進而導致產(chǎn)品的加工質量出現(xiàn)問題。下面將對誘導產(chǎn)品發(fā)生質量問題的原因進行詳細分析：3.1制造資源誤差產(chǎn)品的機械加工是通過制造系統(tǒng)實現(xiàn)的，如果構成系統(tǒng)的各種制造資源要素存在誤差，那么自然會影響到工件的加工精度，進而導致質量問題。機床是機械加工制造系統(tǒng)的主要組成部分，任何機械產(chǎn)品都是在機床上進行切削加工成型的，而機床本身又有加工精度范圍，或者使用一段時間后精度保持性會下降，而這就會導致超出機床當下實際加工精度能力范圍的精度要求無法得到保障，進而引發(fā)產(chǎn)品質量問題。具體而言，因機床因素導致的加工質量問題產(chǎn)生原因主要牽涉以下三個方面：第一，主軸回轉誤差。機床主軸的回轉精度對加工精度會產(chǎn)生重要影響，機床主軸如果存在較大的回轉誤差，則會促使加工精度下降；第二，機床導軌誤差。在機械加工過程中，機床導軌如果存在直線度等幾何誤差，那么就會造成切削刀具與工件間的相對位置不準確，進而影響到加工精度；第三，機床在進行切削加工時，是依靠電機通過傳動鏈帶動驅動各軸回轉或進給操作，而傳動鏈一般會牽涉齒輪等諸多環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成幾何誤差，影響到產(chǎn)品的切削加工精度。除了機床以外，刀具和工裝夾具也是重要的制造資源。對于刀具，如果長期不進行修?；蚋鼡Q，那么刀具在切削加工時就會進入劇烈磨損狀態(tài)〔如此圖1所示〕，導致切削精度下降，進而影響到產(chǎn)品的加工質量。除此之外，加工不同的零件材料，應該選擇合適材質的刀具，不合理使用刀具也會對加工產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響。對于夾具，如果裝夾定位表面存在幾何誤差，那么工件在固定裝夾時就難免會存在位置誤差，而這也會對最終的產(chǎn)品加工精度造成不利影響。3.2工藝變形誤差機械加工是依靠刀具和工件間的切削操作實現(xiàn)的，但刀具和工件接觸就會產(chǎn)生切屑力，而在切削力的作用下會導致工藝系統(tǒng)出現(xiàn)變形，使得刀具和工件間的位置出現(xiàn)改變，對加工精度造成不利影響。這種影響在制造系統(tǒng)剛性較差時會進一步得到放大具體表現(xiàn)出，進而引發(fā)產(chǎn)品質量問題。除此之外，切削加工往往會產(chǎn)生大量的熱量，如果不能有效散熱，那么也會造成工藝系統(tǒng)出現(xiàn)受熱變形，使得產(chǎn)品的最終加工精度無法得到有效保證。3.3工藝設計因素對于機械制造業(yè)，工藝規(guī)劃是連接產(chǎn)品設計和制造的中間橋梁，是控制制造加工過程的指導性文件?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品的結構日趨復雜，導致工藝規(guī)劃中要考慮權衡的因素諸多，而任一因素都會影響到產(chǎn)品的加工工藝過程，使其產(chǎn)生質量問題。比如對于同一加工特征，可能存在多種加工方法，不同加工方法能達到的精度等級往往存在差異，該選擇鏜孔工藝的卻選擇了鉆孔操作，那么自然也就無法保障特征的加工精度，進而影響到產(chǎn)品質量；又比如一些特征在切削成型的過程中應進行粗加工、半精加工和精加工的階段劃分，如果工藝規(guī)劃沒有詳細考慮特征的加工精度要求，造成加工階段劃分不合理，那么也會影響到產(chǎn)品的最終質量；再例如機械加工過程有時難免會遇到工藝調(diào)整的情況，而工藝調(diào)整如果不合理，那么就可能產(chǎn)生工藝調(diào)整誤差，進而給零件的加工精度保障帶來風險。3.4檢驗控制不嚴現(xiàn)代機械產(chǎn)品往往需要經(jīng)過多道工序，每道工序都可能在不同的機床或工位上實現(xiàn)，如果上道工序的誤差不能被及時發(fā)現(xiàn)，那么就會被帶入下道工序，使得誤差不斷得到積累，最終產(chǎn)生嚴重的質量問題。因此，在機械加工過程中，必須對工序加工質量進行嚴格把控，上道工序檢驗不合格的要堅決杜絕進入下道工序。然而現(xiàn)實卻是有大量的制造企業(yè)存在工序質量檢驗不嚴的問題，上道工序完成后沒有做好自檢，上、下道工序的交接也沒做好互檢，而這就可能導致一些質量問題沒有得到及時修復和糾正，進而影響到最終的產(chǎn)品加工質量。3.5人為因素實踐已經(jīng)證明，制造系統(tǒng)是向著人機一體化與自動化技術適度應用的趨勢發(fā)展，人在機械加工中的作用當前還無法被機器進行徹底替代。這一說明了人機一體化互相協(xié)調(diào)的重要價值，另一方面也暗示了人為因素會對產(chǎn)品的加工精度和質量造成影響。比如加工設備操作人員的操作不當會影響到產(chǎn)品加工精度；又比如數(shù)控編程人員編寫的數(shù)控代碼存在問題，那么也會反映到產(chǎn)品的加工精度和質量?，F(xiàn)代制造系統(tǒng)在技術先進性和自動化程度上固然都在不斷提高，但同樣也對系統(tǒng)的操作和管理人員也提出了越來越高的要求，如果人的知識技能和專業(yè)素養(yǎng)不過關，那么都會對機械加工過程造成不利影響，最終這些都會通過產(chǎn)品的質量問題得到具體表現(xiàn)出。4控制措施探討4.1綜合采取多項舉措以降低誤差影響上文已經(jīng)提到，制造資源如果存在原始誤差，那么會直接影響到產(chǎn)品的加工精度。因此，有必要對制造資源的原始誤差進行控制。對于機械加工中用到的機床、工件以及刀具，必須對其加強精度檢測，一旦檢測不合格就必須立即進行修復或更換。機床應該定期進行精度檢測，一旦發(fā)現(xiàn)精度保持性下降，就應該分析精度下降的原因并采取措施進行修復。對于一些老舊機床，可能已經(jīng)無法勝任當下的加工任務需求，那么就應該及時進行淘汰，通過加工設備升級的措施來盡可能地降低原始誤差。對于刀具，應對其磨損情況進行監(jiān)測，找出其磨損規(guī)律，在刀具即將進入劇烈磨損階段前就應及時更換和修模。對于夾具，要重點檢測其裝夾定位精度，對檢測不合格的應及時修復或更換。除此之外，考慮到機械加工過程難免會產(chǎn)生誤差，還應采取措施對誤差進行補償，最大限度地降低誤差對產(chǎn)品質量的影響。比如可以對加工進程產(chǎn)生的誤差進行實時檢測，并據(jù)此對后續(xù)工藝進行合理調(diào)整，使誤差得到補償?shù)窒?.2提升工藝設計質量在制定產(chǎn)品的加工工藝方案時，應對可能造成產(chǎn)品加工精度下降的因素進行綜合考慮，并采取一定的優(yōu)化措施。比如合理選擇刀具、合理設置工藝參數(shù)等對加工質量提升具有積極效果。除此之外，工藝方案的制定必須綜合考慮企業(yè)已有的制造資源實際狀況，在此基礎上選擇確定與產(chǎn)品質量要求相匹配的加工方案。4.3強化質量檢驗和提升人員素質質量檢驗對保證產(chǎn)品加工質量的意義不言而喻。對于機械加工過程，必須加強質量檢驗，上道工序的加工質量只有待檢驗合格后才能進入下道工序，同時下道工序在執(zhí)行前也有必要對上道工序質量進行復檢。質量檢驗必須落實責任制，對因檢驗錯誤造成的最終產(chǎn)品質量問題應追究相關人員責任。除此之外，還應通過培訓等舉措來不斷提升參與制造加工過程的工作人員的知識技能和專業(yè)素養(yǎng)，要確保加工操作人員、質量檢驗人員、工藝設計人員以及制造系統(tǒng)管理與維護人員都具備相應的資質和能力，素質不過關的人員應禁止上崗。以下為參考文獻：[1]劉佳.芻議機械