王麗花　李丹　周鑫

摘 要：針對飛機發(fā)動機機匣零件加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質量事故，從數(shù)控程序編制規(guī)定及工藝過程易出錯環(huán)節(jié)進行分析，通過提高自動化程度，減少和消除工序操作和生產(chǎn)過程中的錯誤，減少加工中人為差錯發(fā)生的機會，避免差錯形成缺陷，提高質量改進工作的主動性，做好事前的質量預防和過程質量控制工作。

關鍵詞：質量；數(shù)控；加工；防錯

Abstract： According to the quality accident happened in the casing machining， the article analyzes the rules of NC programming and the error-prone in process to reduce and even dispel the machining mistakes and operation mistakes by increasing the automation， then avoid forming defects by reducing accidents. The method will improve the initiative of the quality improvement， and do a good job of quality prevention and process quality control in advance.

Keywords： Quality； Numerical Control； Machining； Fail-Safe

中圖分類號：V261 文獻標識碼：A

航空發(fā)動機機匣零件材料多為高溫合金、鈦合金等材料，價格昂貴，一旦出現(xiàn)加工事故，將為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。單純地依靠獎懲機制難以解決根本問題，防錯技術充分重視產(chǎn)品的源頭質量，發(fā)現(xiàn)差錯立即發(fā)出警告并及時糾正，將提高產(chǎn)品質量建立在流程中而不是單純依靠檢驗保證質量，是達到質量零缺陷的手段，應用防錯技術目的是有效防止在產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)中的人為差錯，使差錯不會發(fā)生或者至少及早地檢查并糾正，以簡單的方法和手段提高產(chǎn)品質量。

本文通過“監(jiān)控”零部件的質量，節(jié)約返工、返修的成本和時間，及時識別需要改進的機會，在不可預知的人為差錯轉化到缺陷形成之前，防止差錯的“蔓延”，消除缺陷，達到防錯目的，提高產(chǎn)品的合格率。

1.現(xiàn)狀

零件在數(shù)控加工過程中，包含了許多手動操作如零件的裝夾、對刀、零件的翻轉，同時需要輸入大量的數(shù)據(jù)，如輸入加工原點、刀具半徑補償值、公共坐標系等，加工一個零件，一旦操作者出現(xiàn)操作失誤，將會造成難以挽回的加工事故。

每年由于加工事故帶來的零件加工質量不合格給企業(yè)帶來的巨大損失，同時隨著零件加工材料趨于難加工材料、加工結構復雜、加工精度越來越高，產(chǎn)品的不合格率上升的風險也將增大。分析加工過程中引起加工事故的原因，引入防錯機制監(jiān)控加工過程，提升加工穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品合格率是企業(yè)提效的重要途徑，也是急需解決的重要難題。

2.原因分析

據(jù)統(tǒng)計，按導致不合格品的原因進行分類，零件數(shù)控加工過程常見的加工問題，其中操作失誤是導致產(chǎn)品不合格的重要原因，操作方法不當最容易引起加工事故。引起加工事故的主要原因總結如下：

（1）工藝技術能力不足、技術防錯沒有真正落到實處。表現(xiàn)在工藝技術能力滿足不了現(xiàn)場的需求，還有裝夾找正問題、上刀量大等。

（2）現(xiàn)場操作者工作不認真。表現(xiàn)在操作者操作失誤如：對刀操作失誤、設備操作失誤、圖紙看錯等。

（3）員工本身能力不足。表現(xiàn)在技術人員本身能力不足，如：程序錯誤、工藝文件編制錯誤等。現(xiàn)場操作者新上崗經(jīng)驗不足。

（4）工裝設備能力不足。表現(xiàn)在刀具問題、夾具問題、設備故障等。

3.數(shù)控加工過程防錯控制

3.1 數(shù)控工步卡的填寫

（1）數(shù)控編程原點的填寫

當本工序所有工步程序原點是一致的，在附注欄內(nèi)統(tǒng)一填寫，當本工序所有工步程序原點不一致時，在程序原點欄內(nèi)分別填寫，并注明編程原點設定指令，如G54，G55。

（2）對刀方式的填寫

對于車加工，對刀方式除用語言描述外，應在工步卡備注欄內(nèi)按實際加工情況對對刀方式進行圖示說明。

3.2 數(shù)控程序的編制

（1）在數(shù)控程序運行之前，在程序段中使用高級語言通過調用系統(tǒng)變量判斷編程原點的正確性，以防止編程原點設置錯誤導致的加工錯誤。

（2）根據(jù)零件結構特點及編程方法的不同，應優(yōu)先采用刀心編程方式，采用數(shù)控加工程序自動分層、換刀，減少工人的手動干預，對于輪廓編程方式，刀具半徑補償值使用高級語言通過調用系統(tǒng)變量進行判斷，以防止刀具半徑補償值輸入錯誤導致零件加工錯誤。

（3）對于加工角向零點非任意角向時，應在夾具結構設計中增加實際角向零點校正標識，如刻線或基準孔，在工藝規(guī)程及數(shù)控工步上注明對零點重新校驗。

3.3 數(shù)控加工程序的審批要求

（1）數(shù)控加工程序校對檢查

應編制相應標準，在標準中規(guī)定數(shù)控程序的校對內(nèi)容。

（2）數(shù)控加工程序批準檢查

審核編程坐標系的正確性。檢查編程的加工坐標系方向與工藝文件要求的是否相符、坐標系選擇是否合理，校對編程原點與仿真環(huán)境建立的編程原點與后置處理的一致性。

審核程序格式的正確性。檢查程序格式是否與對應加工機床編程控制系統(tǒng)要求的一致性。

審核零件加工策略的合理性。檢查工步安排的合理性，程序的刀具軌跡的合理性。

審核加工刀具選擇的合理性。檢查刀具材料、刀具結構、刀具尺寸能否滿足零件加工。

3.4 數(shù)控加工程序的仿真要求

（1）所有數(shù)控加工程序在加工零件實物前，必須進行數(shù)控程序的仿真模擬，按照設計模型要求，保證仿真結果加工無碰撞、殘留在工藝規(guī)程設定公差之內(nèi)。

（2）校對人員仿真校對時要重新建立仿真環(huán)境，不能應用原編制提供的環(huán)境進行校對。

（3）現(xiàn)場加工修改后的數(shù)控加工程序必須重新履行審簽手續(xù)并經(jīng)數(shù)控程序仿真模擬后才能用于零件實物驗證。

3.5 數(shù)控程序驗證過程要求

（1）零件在首批零件驗證之后，根據(jù)驗證結果，及時固化加工參數(shù)。

（2）經(jīng)驗證參數(shù)固化后的數(shù)控加工程序及對應數(shù)控工步卡應及時存檔。

（3）零件在驗證過程中，準確統(tǒng)計刀具壽命，監(jiān)控刀具磨損情況，在數(shù)控程序中適時進行更換刀具，避免由于刀具磨損導致的零件加工錯誤。

（4）固化后的數(shù)控加工程序不宜再進行人為調整主軸轉速及進給倍率。

4.實例

4.1 刀具半徑輸入防錯實例

數(shù)控機床的刀具半徑補償，是加工中最常用的功能，在上刀補加工，操作者根據(jù)刀具半徑大小，以及零件的狀態(tài)，在刀具參數(shù)表中輸入正確的刀補值，來完成零件的加工，由于刀補值缺乏監(jiān)督，每年都存在刀補上錯的情況。

為了控制刀補上錯問題，開發(fā)刀具半徑控制程序，在高精度、壁薄零件的加工過程中，通過讀取操作者輸入的半徑值與允許的最大最小值進行比較，只有輸入正確的數(shù)值才能加工，消除了操作者輸錯半徑值的情況，防止錯誤發(fā)生，部分程序代碼如下。

4.2 案例名稱：數(shù)控加工對刀防錯

現(xiàn)場進行數(shù)控加工時，對刀方式的正確與否直接影響零件加工質量，通常在工步卡上寫上對刀方式，語言描述不直觀，易發(fā)生對刀錯誤導致零件報廢。

為了防止對刀錯誤導致的零件超差報廢，在數(shù)控工步卡備注欄內(nèi)按實際加工情況以畫圖形式表示，直觀清晰，可有效防止由于對刀錯誤導致零件加工錯誤，見表1。

結語

針對機匣加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質量事故，從數(shù)控程序編制規(guī)定、工藝過程易出錯環(huán)節(jié)進行細化，減少和消除工序操作和生產(chǎn)過程中的錯誤，使零件在加工過程中，錯誤不會發(fā)生或及早發(fā)現(xiàn)問題進行糾正，減少加工中人為差錯發(fā)生的機會，避免差錯形成缺陷，做好事前的質量預防和過程質量控制工作。

參考文獻

[1]陳思濤.防錯技術在工藝與質量管理中的探討與應用[J].工藝與檢測，2012（3）：5.

[2]劉高鵬.面向制造質量的防錯設計及其關鍵技術研究[D].重慶大學，2008.