数控加工过程质量控制的关键环节研究

0 引言

　　数控技术是航空制造业现代化的重要基础和关键技术，应用数控加工不仅能够有效解决复杂、精密和小批多变零件的机械加工问题，而且能够稳定零件加工质量，缩短加工周期，增加生产柔性，提高生产效率，加快企业新产品的研制开发和更新换代，有效提升企业对市场的适应能力和综合经济效益。现今，产品质量水平已成为影响企业竞争力和经济效益的关键因素，在产品质量的形成过程中，工序质量是形成产品质量最基本的环节，制造过程中质量控制的核心即是加工工序过程的质量控制，因此，研究数控加工过程质量控制问题对提升企业核心竞争力有着重要的现实意义。

　　本文针对某公司数控加工制造过程现状，结合现有的数控加工软、硬件基础，研究了数字化制造环境下的零件数控加工过程质量控制体系结构，探讨了高效数控加工过程质量控制系统实现的关键环节。

1 数控加工过程质量控制体系结构

　　1.1 质量控制体系结构的现状及存在的问题

　　2008 年某公司提出由传统机械加工方式向数控化制造方式转变的发展战略，其主要机械加工分厂原有的普通车床、铣床和钻床等逐步被相应的数控机床所替代，数控机床的数量日渐增多，截止到 2012 年底已拥有各类数控加工机床 246 台，机械加工机床设备数控化率已达 48%。

　　该公司目前正处于数控化转型时期，主要机械加工分厂的5 个专业化车间按照所承担零件结构特点分为筒体大件车间、阀类回转体车间、壳体车间、齿轮件车间和异形结构件车间，所生产零件的品种近 3 000 种; 零件数控加工过程质量控制方面主要存在以下问题。

　　1) 传统工艺流程大部分安排普通机床设备加工，工序分散，零件周转环节较多，多次重复定位、重复装夹致使零件变形较大，形位公差不易保证，零件质量稳定性差。

　　2) 传统工艺方案编制粗放，没有考虑现在新型刀具的应用效果，工艺规程中没有经过实践验证的高效加工切削参数，操作工人仅凭经验值加工零件，加工质量受操作工人的技能水平影响较大，零件实际加工效率很低，质量隐患多。

　　3) 工艺技术人员数量严重不足，现有工艺技术人员技术水平高低不一，编制的新产品工艺规程资料质量良莠不齐，涉及到的数控加工工序卡片内容简单，缺乏必要的数控工艺信息，无法有效地指导操作工人进行高效率的生产，数控程序的编制效率低下，工装、夹具、刀具和量具辅助准备时间较长，严重影响数控机床使用效率的提高。

　　4) 数控加工过程质量控制的先进方法、工具技术的运用较为欠缺，针对专业化生产车间的数控加工工序质量控制模型还未建立，严重制约着零件加工质量和数控机床使用效率的提高，直接影响着生产任务的顺利完成。

　　1.2 数控加工工序运行流程模型

　　图 1 所示为目前公司数控加工工序运行流程模型，按照工序质量控制理论和方法，数控加工工序质量可用来反映数控加工过程输出结果符合设计、工艺及生产运营要求的程度，用零件加工一次交检合格率、废品率、返工率、质量损失率、生产计划按期完成率和产品准时交付率等过程指标来监视与测量。

　　数控加工过程质量控制就是将工序过程指标的波动限制在要求界限内所进行的质量控制活动，过程控制的关键环节即体现在过程指标的输出点上，结合图 1 的数控加工工序流程环节，能够识别出数控加工过程质量控制关键环节主要体现在机床( Machine) 、人员( Man) 、方法( Method) 、信息( Information) 、材料( Material) 和测量( Measure) 等 6 大因素方面，与数控加工流程环节紧密相关。

图 1 数控加工工序运行流程模型