数控加工过程质量控制的关键环节研究

王建峰

（江苏省射阳中等专业学校，盐城 224300）

数控加工是制造业现代化发展的关键与核心技术，合理使用数控加工不仅可以解决小批量零件、精密复杂零件的机械处理问题，还可以保证零件加工的稳定性，适当缩短零件加工周期，助推企业新产品革新与开发研究。但是，数控加工生产涉及的环节相对较多，在生产期间对质量控制有着较高的要求。为确保能够充分发挥数控加工的作用，需要针对数控加工过程组织展开质量管控，为产品生产制造提供良好支撑。

1 数控加工概述

1.1 数控加工特点

数控加工指在数控机床中组织展开零件加工生产的工艺模式。与传统常规的机床相比，数控机床可借助数字程序控制刀具、零件的位移，具有工序比较集中、自动化、精准度较高、软性化的特征，比较适合加工处理形状复杂、批量较小、品种相对多的零件[1]。

第一，工序集中。在工序层面，大部分数控机床可借助自动化系统，针对刀库、刀架、机床等进行集中化管控，节约资源，提高加工处理效率，适当减少人力成本。

第二，自动化。在自动化方面，数控机床加工时并不需要通过人工对刀具进行控制，数字系统可自动控制刀具运作程序，并且具有优异的处理效果[2]。

第三，精准度较高。无须消耗较多劳动力就可展开零件高精度加工，避免引发人工误差或者操作失误等各类问题。如果选择普通、常规的机床加工技术，将要消耗较多时间展开高素质、实践型技术人员培养，而现代编程数控技术十分容易掌握，无须耗费较多时间即可有效掌握。

第四，软性化。虽然传统机床也具备软性化的特点，但是应用效率相对较低，工艺方法适应性欠缺。若单纯采取专机操作，虽然可以适当提高生产效率，但是很难满足市场实际需求。数控机床只需要优化数控加工程序就可以组织展开新零件加工处理，具有效率较高、适应性相对较强、柔性化的优势特征，可以满足新产品研发、零件高效应用、急件加工等要求，与现代市场发展需求相符合[3]。

1.2 数控加工原则

在借助数控加工技术组织落实零件处理与加工时，需要重点遵循4 个原则。第一，先内后外原则。先针对内部型腔进行加工，再加工处理零件外形。第二，有序落实原则。上下工序不能互相产生影响，特别是前道工序不得影响后续工序的处理操作。如果应用道具和安装方式相同，要选择使用连续操作模式，避免在换刀、定位过程中进行操作。在同一次安装期间，需要先组织实施刚性程序。第三，在加工线路层面，尽量维护与保障加工件表面的粗糙度和干净整洁度，尽量选取最短、最优异的加工线路，避免空行过量对效率产生影响。可选择数值简化的模式计算实际工作量，适当减少相关加工程序。第四，重复应用原则，采取子程序相互配合的模式。在成本与时间控制时，要适当降低滑动、刀具等各类零部件的损耗[4]。

2 数控加工过程中质量控制的问题

2.1 数控加工工艺方案不健全

数据加工技术含量较高，实际生产原理与操作步骤十分复杂，因此在质量管理控制过程中需要克服很多困难[5]。目前，在工艺加工处理期间，加工处理方案不够完善，工艺生产流程相对较为分散，周转零件时需要通过多个环节，多次进行重复性定位或者零部件安装可能会使得零件出现损伤与变形，无法保证零件质量及形位公差。

2.2 生产编制过于粗放

现阶段，国内数控加工工艺计划与方案编制并没有形成统一标准，在细节层面还存在很多不科学、不合理的现象。基于此类情况，企业在零部件生产期间很难全面发挥数控机床的技术优势，各类刀具的性能会大打折扣。具体来讲，常规工艺思维在工艺方案计划中占据主导地位，相关工作人员难以实时把控与掌握各类参数，必然会影响产品实际生产精准度与加工效率[6]。虽然数控技术成为当前企业改革生产模式的焦点，但是由于生产工艺落后、编制粗放，数控技术在实践探索应用中无法完全发挥功能作用，进而影响行业整体工艺水平的提高。

2.3 技术人员水平有限

数控加工在有关领域中得到全方位的推广应用，为我国制造业发展提供支撑。国家有关部门也在致力于缩小国内外制造业的差距，培养一批高水平、优异的技术人才。但是从产品质量层面分析，相关工作人员专业素质和专业能力参差不齐，难以满足数控加工制作要求。大部分技术人员虽然可借助经验积累落实简单产品机械的制造与加工，但是面对大量、复杂零部件的加工，很难达到技术标准要求，会严重影响数控机床的加工处理效率，因此组织展开技术人才培训是需要重点关注的课题。

3 数控加工过程中质量控制的关键环节

3.1 优化数控加工工艺方案，确定工艺生产路线

数控加工与传统机床加工相同，在运行期间都需要遵循统一、协调的原则，但是数控机床的自动化程度较高，具有工艺设计较为严密、工艺内容具体明确、重视数控加工适用性等特点。数控加工方案的科学合理性是组织落实数控程序编制的前提及依据，若工艺方案和计划考虑不全面，可能会使得数控加工出现错误，导致数控加工工作量不断增加，影响数控程序实施的质量水平。因此，为保证数控加工水平，需要针对数控加工方案进行规范合理设计[7]。

首先，全方位研究分析零件特点，初步设定与制定工艺加工路线。其次，组织展开产品试制活动，并结合试制结果调整工艺路线，确定零部件数控加工分析，分析数控加工工艺路线和加工程序，科学合理选择数控加工道具，以此设计出成本、技术、效率最优的零部件产品工艺生产路线。最后，精准、实时收集数控加工工序的质量指标数据，借助质量管控方案组织展开指标数据评价和整理分析，明确掌握工序质量情况，干预管控工序质量的影响因素，最终实现全面提升数据加工过程质量的目标。

3.2 科学合理编制数控程序，保证生产质量

数控机床主要由数控程序控制，借助数控程序可令机床根据预先设计的顺序、方案高质量完成零部件产品的制作。因此，程序编制是否科学合理会对产品质量产生直接影响。若零部件工艺路线存在不足或者产品质量需要优化改进，应借助数控程序主导落实。为了保证和维护这一环节工作稳定性、精准性，应做到3 点。一是零部件产品处理模型必须精准、全面，并正确定义编程坐标系，针对安全平面、数控机床属性、刀点等进行设计。二是科学合理选择零部件产品数控加工中各个操作工序，有序划分特定产品生产流程与工序。例如，结合刀具类型选择正确的走刀路线与切削用量，然后改进加工顺序，整合收集各类分散的工序，持续提高数控加工效率。在上述工作完成后，还要借助符合数控机床指令的字母和语法格式有效描述。三是监督管理刀具实际运行状态，防止数控机床操作台与加工刀具、被加工零部件或者夹具间出现欠切、过切、互相干涉、碰撞等各类问题，有效发挥数控系统和数控机床的功能作用。

3.3 合理选择质量控制方法，健全数控加工质量管理程序

数控加工过程质量管理控制方法主要包含分层法、调查表、排列图、因果图、控制图和直方图等统计方式，以及亲缘图法、关联图法、矩阵数据分析方法、矩阵图法、箭头图法和过程决策管理法等以定性、定量为主的方法。实际过程中需要依托数控加工生产质量信息以及数据资料，针对质量管理控制人员、操作人员的技能水平进行综合考量，并采取高效、便捷、灵活稳定的原则，科学合理地选择质量管理控制方法，实现管理控制零件数控加工顺序及零部件实物质量状态的目标。

3.4 开展数控加工过程仿真检查，展示数控加工运行过程

仿真检查技术是数控加工中的核心技术，也是管理控制数控加工过程实施质量的关键手段，仿真内容主要分为几何仿真和物理仿真两种类型。

几何仿真选择使用数控加工仿真软件程序，利用先进、现代化的虚拟现实技术、三维显示技术，模拟数控加工流程、机床实际运行过程等。借助几何仿真技术，能够有效监督检查机床运行几何碰撞问题以及数控机床中刀具实际运行轨迹，从而保证数控加工的有效性，提升数控加工的安全性和检查效率，避免出现损失与缺陷。

物理仿真主要是深入研究与分析数控加工中的各类物理现象。现阶段，物理仿真技术主要在现代化、先进企业中使用。部分企业为保证生产效率，引进研究基地开发一套动力学仿真优化系统软件，全面选择铣削时的切削参数及力学仿真数据。有些企业以元分析技术为依托，针对复杂、紧密的结构零部件数控切削过程进行仿真管理，借助科学合理的有限元加工处理模式，模拟数控机床中零部件加工物理过程，包括零部件加工系统条件、材料具备的物理优势特征、材料初始的应力状态、操作设备轨迹载荷改变等，进而明确把控与掌握零部件加工处理方法、结构特征、数控编程举措等，控制大型、复杂、精密度较高的零部件加工变形问题。

3.5 强化数控队伍构建，提升人员数控加工处理能力

人才是企业最主要的生产力，也是质量管理控制的根本。从实际层面分析，目前大部分企业数控加工处理人员并非科班出身，但是具有丰富、充足的实践经验。对此，数控企业必须不断强化人力资源构建，依托实际情况逐步提高人才选聘门槛。首先，企业需要积极与高等院校配合，改善企业成员结构，吸引高素质、高水平人才，构建一支实践能力较强、理论素养优异的工作团队，避免因为人为操作失误而引发损失。其次，企业需要结合数控加工需求，制订教育培训计划和方案，定期、定时实施培训活动，及时为员工传递推广现代化理论，培育技术人员的质量意识，激励其积极主动展开质量管理工作。再次，应及时召开内外部交流活动，鼓励数控加工技术人员分享成功经验。最后，企业要健全与优化绩效考核体系，针对员工操作行为进行综合化、系统化的调查分析，针对发现的问题制定科学合理的解决措施，并给予相应的奖励与惩罚，以提升技术工作人员质量管控的主动性。

4 结语

在现代化制造业中，数控加工是十分重要的一项技术，对于我国制造业快速、长远发展具有一定的影响。因此，需要不断强化数控加工质量管控，优化加工工艺方案，调整数控加工编制，健全数控加工过程质量管控计划，做好数控加工过程仿真检查，创建一支专业化、高水平的数控技术团队，以此全方位提高数控加工质量水平，使数控加工具备较强的精准性、安全性以及稳定性，确保全面发挥其功能作用。