数控加工质量控制的关键环节研究

周栋华

（苏州工业园区工业技术学校，苏州 215123）

作为一种新兴加工技术，数控技术在航空制造业中起到至关重要的作用，不仅能够对结构精密复杂的零部件进行批量加工，使零部件具备极高的加工质量，同时也大大缩短了加工周期，实现了柔性化生产，大大加快了企业的产品研发周期，使企业在市场环境中的核心竞争力大幅提升。现阶段，产品加工质量直接关系到企业的经济效益，更对企业的长远发展有着至关重要的作用。产品数据加工涉及许多环节，只有对数控加工过程中的各个环节质量进行严格的控制，才能保证产品的最终质量，进而更好地促进企业的可持续发展，使其在市场竞争环境中占据更为有利的位置。

1 数控加工质量控制的现状

目前，我国在数控加工过程中仍采用传统的工艺流程，机械设备中的大部分零件都是由普通机床设备进行加工的，这也使加工工序变得较为分散，零部件加工需要进行多个周转环节，并且加工时经常发生重复装夹与重复定位现象，造成零部件在加工后发生较大变形，或零部件的形位公差不满足要求，零件质量也往往较低。此外，传统的工艺流程在加工方案的编制上过于粗放，没有考虑新型刀具在应用过程中的具体效果，也没有通过实践验证对切削参数进行调整。在实际加工过程中，加工人员只能凭借自身经验对零部件进行加工，这也使零部件的加工质量受到很大影响，加工效率往往较低。同时，我国在数据加工领域的技术人员存在严重欠缺，现有的技术人员的数控加工技术水平存在很大差异，再加上加工方案的编制资料质量难以保障、工序卡片中的内容过于简单、数控工艺信息经常缺失，致使零部件的数控加工质量难以得到保障。最后，我国在数控加工时缺乏先进的质量控制方法与工具，没有形成较为科学的数控加工质量控制模型，这也使零部件的加工质量受到很大制约，影响数控机床的使用效率。

2 数控加工质量控制体系的内部架构分析

在数控加工质量控制体系架构中，必须要先开展质量策划，根据工艺指标、生产要求、设计标准等内容来对数控加工中的质量特征进行确定，然后依据这些确定的质量特征来明确数控加工关键环节的质量控制目标，将该目标进一步分解，形成关键环节的质量控制参数及规范。对数控加工过程中的质量特性数据进行实时的测量与收集，并应用先进的质量控制方法与统计分析工具，比较关键环节中的质量控制目标，从而对数控加工质量进行科学的评价与决策。通过对质量评价与决策信息进行收集，将其反馈至各个关键环节，以此进行相应的质量改进，从而实现对数据加工关键环节的反馈式质量控制。

3 数控加工质量控制的关键环节研究

数控加工质量控制过程主要分为五个关键环节，即数控加工方案的设计环节、程序编制环节、仿真检查环节、数控加工质量控制方法及工具的应用环节以及数控加工技术团队的建立环节。以下便对这五个关键环节进行深入的研究。

3.1 数控加工方案的设计

数控加工方案的设计环节主要包含以下内容，首先是对待数据加工的零部件类型、尺寸、型号等内容进行确定，并生成零部件图样，同时对数控加工中的工艺性进行分析，确定数控加工的工艺路线，然后明确数控加工的各个工序内容，最后对数控参数和加工刀具进行选择等。数控加工和普通的机床加工相比，在设计原则上是相差不多的，不过数控加工的控制方式不同，其具备较高的自动化程度，数控设备成本也较为高昂。因此，其在工艺设计中要更加严谨、设计内容也要更加具体，并且需要具备较强的适应性。

3.2 数控加工过程中的程序编制

在数控加工中，程序的编制也是一大关键环节，其程序中的指令代码直接影响到输出结果，更对零部件的加工质量有着关键性的影响。在对程序进行编制时，应确保零部件加工过程中所采用的数学模型准确无误，并对坐标系进行准确定义，同时还要对数控机床中的属性参数、刀点以及安全平面等内容进行正确的设置。此外，还要对加工方案中的各个工序和加工顺序进行合理安排，并正确选择刀具类型、走刀路线及切削量，在指令字母的使用上要能够对机床数控系统中的语法格式进行准确描述。对切削参数进行选择时，还要对刀具自身的切削特性、零部件自身材料所具备的加工特性、零件加工余量、机床切削特性等因素进行综合考虑。最后，在数控加工过程中，要确保零部件的刀具加工轨迹不发生过切、干涉、碰撞及欠切等现象。

3.3 仿真检查环节

仿真检查也是数控加工质量控制中的一大关键环节，仿真检查的内容主要包括物理仿真与几何仿真两个部分。在物理仿真方面，人们主要通过对数控加工时所产生的物理现象进行模拟分析，以检查该物理现象是否合理。在几何仿真方面，则可通过虚拟现实技术或三维显示技术的应用来对数控加工的整个过程进行逼真的几何模拟，以便对数控程序中机床在运动时是否会发生几何干涉或碰撞问题，以及刀具运行轨迹是否正确等问题进行检查。可以说，仿真检查环节是确保数控加工安全、准确的重要保证，该环节能够有效避免加工过程中各种问题的发生，从而使数控加工变得更加科学、高效、合理。

3.4 数控加工质量控制方法及工具

在数控加工质量控制方法和工具应用中，人们应根据质量控制体系及其加工流程来实施质量策划，确定各个工序中的质量控制点和指标特性值，然后对各个工序的能力进行实际调查，对影响工序开展的相关因素进行分析与确定。接着，编制工序管理点和质量表等质量控制文件，以便实时全面地对其数据加工过程中的质量指标进行动态收集，从而使质量控制方法能够对这些质量指标数据进行整理、分析与评价。最后得出结论，并在实际数控加工过程中对影响质量的主导因素实施干预控制，从而使质量控制目标得以最终实现。

3.5 数控加工技术团队的建立

在数控加工中，操作人员的自身水平将直接影响零部件的数控加工质量，因此建立技术过硬的数控加工技术团队十分重要。企业应充分协调生产计划员、程序编制员、刀具预调员、数控加工员及质量检验人员之间的工作关系，使其能够做到紧密配合，并增强数控加工各个工种人员的质量控制意识，提高其技术水平，这样才能使数控加工质量得到可靠控制。

4 结语

在对数控加工质量进行控制时，人们必须明确其各个关键环节，了解影响加工质量的相关因素。针对主导因素，人们要采取合理的质量控制方法进行干预控制，通过策划、分析、诊断与改进这一质量控制过程的实施，更好地达到数控加工质量控制的目的。