全生命周期下的機(jī)床清潔度

馬家馬坴 龍興元

（陜西秦川機(jī)床工具集團(tuán)有限公司，陜西寶雞721009）

1 從木盆理論說(shuō)起

在中國(guó)機(jī)床工業(yè)走上機(jī)床制造業(yè)大國(guó)向機(jī)床制造業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的時(shí)刻，人們開(kāi)始信奉:細(xì)節(jié)決定一切。木盆理論的廣泛討論就是從這個(gè)時(shí)刻開(kāi)始的。在塑料制品大量應(yīng)用之前，木盆是常用盛水用具。木盆的底板由幾塊木板拼接，側(cè)面由幾塊木板圍起來(lái)，外面用幾道鐵絲或竹絲編織成箍，形成一個(gè)盛水的容器。木盆的側(cè)板，不論寬窄如何，木盆盛水量由最短的一塊木板的高度確定。使用中木板被水濕潤(rùn)，稍微膨脹，保持箍對(duì)木盆的箍緊力，木盆不會(huì)散架。作為制作木盆（產(chǎn)品）的匠人，收集足夠的木板（零部件及軟件），對(duì)每一塊木板精心制作，把木盆越做越大，越做越高，越做越好，盛水量多而不漏，使用壽命越做越長(zhǎng)，讓顧客滿意，成為顧客眼里的知名品牌，市場(chǎng)的搶手貨。

木盆理論可以引導(dǎo)出兩個(gè)推論:

推論1:如果木盆的一塊木板被蟲(chóng)蛀出一個(gè)小孔，水就會(huì)從這個(gè)小孔中慢慢流走，盛水高度降低，不管這塊木板的寬度、高度，也不管它的材質(zhì)，甚至品牌;

推論2:木盆存放環(huán)境不適宜或者保養(yǎng)不良，木板收縮，木板間縫隙不再密合，水會(huì)全部流光，甚至木盆散架，不管木盆原先多么精良。

木盆盛水多少由最短的一塊木板決定，這是木盆理論的原意。尋找短板、加高、增加盛水量、維護(hù)好木盆，是應(yīng)用木盆理論的緣由。

磨齒機(jī)，就如一個(gè)盛水的木盆，木盆由磨齒機(jī)硬件、軟件、服務(wù)等木板群組成。木盆盛水量是磨齒機(jī)功能，是制造質(zhì)量，是公司的知名度、信譽(yù)。秦川的職工就是制作這個(gè)“木盆”的匠人。我們的使命是不斷地增添木板數(shù)（增添功能）、均衡地加高木板（提高性能與質(zhì)量），并且維護(hù)好每一塊木板，延長(zhǎng)木盆的全生命周期，不讓它早期損壞。

舉一個(gè)說(shuō)明推論1的例子。當(dāng)齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，浸在油池中的齒輪將潤(rùn)滑油濺起，部分落入圖1所示的小油池內(nèi)，通過(guò)小孔潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)軸。按照設(shè)計(jì)要求，齒輪箱內(nèi)壁要涂防銹漆。一旦小孔孔口漆膜沒(méi)有清理，潤(rùn)滑油就進(jìn)不了軸頸，軸頸沒(méi)有油，運(yùn)行幾分鐘以后，干摩擦使軸頸與銅套咬死，齒輪箱將會(huì)失效，失效的原因只是孔口一層幾平方毫米的漆膜沒(méi)有清理。這就等同于木板上的一個(gè)小孔，是油漆工序清理工步?jīng)]有嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程所致。

再舉一個(gè)說(shuō)明推論2的例子。砂輪主軸軸承用油氣潤(rùn)滑，如果壓縮空氣中含有過(guò)量的壓縮機(jī)油、水分和固體顆粒物。砂輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中，它們進(jìn)入滾動(dòng)軸承滾道，滾道被拉毛、銹蝕，潤(rùn)滑油的性能遭破壞，軸承會(huì)徹底失效。不良的使用環(huán)境導(dǎo)致水流盡，木盆散架，全生命周期終結(jié)。

一點(diǎn)點(diǎn)漆膜，小到看不見(jiàn)的塵土葬送了產(chǎn)品的生命?？梢?jiàn)在機(jī)床制造階段和使用期間，這些“小事”都不容忽視。而這些小事都屬于機(jī)床清潔度范疇。

2 機(jī)床清潔度是機(jī)床的固有屬性

清潔度是指在受控空間或受控表面容納固體污染物（顆粒度或數(shù)量）或液體污染物的限值。固體污染物干擾兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或靜止、靜置表面之間由設(shè)計(jì)與工藝規(guī)定的位置關(guān)系或運(yùn)動(dòng)關(guān)系，或產(chǎn)生非正常磨損。液體污染物破壞潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性能，間接干擾兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，清潔度超標(biāo)是造成產(chǎn)品故障的元兇之一，也是縮短產(chǎn)品壽命或精度喪失的元兇之一。2011年年底，秦川機(jī)床工具集團(tuán)發(fā)布《可靠性管理體系（第1版）》，在整個(gè)文件的正文中，提到清潔度一詞有近90處之多，提到清潔裝配有17處，由此看到清潔度對(duì)機(jī)床可靠性的作用與密切關(guān)系。

既然清潔度與機(jī)床工作可靠性、機(jī)床精度、精度保持性密切相關(guān)，是機(jī)床精度保持性和工作可靠性的基礎(chǔ)條件之一，不但要強(qiáng)調(diào)在制造階段的清潔度，而且要強(qiáng)調(diào)使用階段的清潔度，即強(qiáng)調(diào)全生命周期的清潔度。那么，清潔度就應(yīng)該屬于機(jī)床的固有屬性，企業(yè)應(yīng)制訂相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，企業(yè)的質(zhì)量管理體系中要貫穿清潔度這一條主線。

作為對(duì)比看看同樣屬于機(jī)械制造業(yè)高端的汽車制造業(yè)的情況。早在上世紀(jì)80年代，在日本汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，清洗工作量約占產(chǎn)品制造工作量的10%，從根本上保證了發(fā)動(dòng)機(jī)總成的清潔度。在那里，將清洗工藝作為發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程中的主流工藝之一，一個(gè)不容忽視的組成部分［1］。轎車制造廠對(duì)待車身外表面的外觀油漆鍍層中的灰塵顆粒所采取的行動(dòng)十分慎重［2］:企業(yè)內(nèi)部設(shè)立純粹代表顧客立場(chǎng)的一個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)（Audit）。這個(gè)機(jī)構(gòu)在作外觀檢查時(shí)，每看到一粒灰塵扣10分，而整個(gè)油漆項(xiàng)目的扣分限值才80分。對(duì)油漆的三道工序，每天各抽5個(gè)車身計(jì)數(shù)，檢測(cè)結(jié)果向全體職工公布。對(duì)檢測(cè)到的每?；覊m解剖，用高科技的儀器判別灰塵性質(zhì)，分析來(lái)自哪道工序，由什么因素引起。改進(jìn)油漆工藝，改進(jìn)車間設(shè)計(jì)，改進(jìn)車間的日常管理，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)“零”灰塵顆粒。

在制造階段，關(guān)于清潔度的一切信息由企業(yè)內(nèi)部相應(yīng)技術(shù)文件規(guī)定，傳遞。整個(gè)過(guò)程由企業(yè)質(zhì)量管理體系管理、運(yùn)行。到了使用階段，由產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)向顧客傳遞相關(guān)信息，由粘貼在適當(dāng)位置的標(biāo)牌，以圖和文字形式告示操作事項(xiàng)。機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)由設(shè)計(jì)師編寫(xiě)，以文字、圖和表格傳遞機(jī)床使用、維護(hù)的相關(guān)信息。標(biāo)牌由機(jī)床設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，規(guī)定粘貼位置。這些信息，對(duì)使用者是表述、是指導(dǎo)、是法律。是使用企業(yè)管理者、工程師、操作者、維修保養(yǎng)者之間交流、溝通的平臺(tái)和依據(jù)。是售后服務(wù)的技術(shù)依據(jù)。

3 清潔度的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是行動(dòng)的最低綱領(lǐng)。機(jī)床行業(yè)關(guān)于清潔度相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè):GB/T 9061－2006《金屬切削機(jī)床通用技術(shù)條件》;JB/T 9877－1999《金屬切削機(jī)床清潔度的測(cè)定》;JB/T 10051－1999《金屬切削機(jī)床液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件》;GB/T 6576－2002《機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)》。在JB/T 9874－1999《金屬切削機(jī)床 裝配通用技術(shù)條件》中，也多處提到清潔度的相關(guān)要求。

機(jī)械制造的多個(gè)行業(yè)有關(guān)于清潔度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中液壓傳動(dòng)行業(yè)的完整，基本上與ISO體系接軌。包括:GB/T 20110－2006/ISO 18413:2002《液壓傳動(dòng)零件和元件的清潔度與污染物的收集、分析和數(shù)據(jù)報(bào)告 相關(guān)的檢驗(yàn)文件和準(zhǔn)則》;JB/T 7858－2006《液壓元件清潔度評(píng)定方法及液壓元件清潔度指標(biāo)》;GB/Z 20423－2006/ISO/TS 16431:2002《液壓系統(tǒng)總成清潔度檢驗(yàn)》;GB/Z 19848－2005/ISO/TR 10949:2002《液壓元件從制造到安裝達(dá)到和控制清潔度的指南》。另外還有6個(gè)支撐性標(biāo)準(zhǔn)及4個(gè)關(guān)于污染物測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)。齒輪傳動(dòng)行業(yè)有JB/T 7929－1999《齒輪傳動(dòng)裝置清潔度》，軸承行業(yè)在2005年制定了清潔度評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)等。

4 清潔度定義、受控概念及相關(guān)內(nèi)容

在JB/T 9877－1999《金屬切削機(jī)床 清潔度的測(cè)定》中對(duì)清潔度定義為:檢測(cè)對(duì)象所含臟物（如金屬屑、金屬末、砂子、灰塵、棉絲和漆皮）的程度。適用于金屬切削機(jī)床成品驗(yàn)收和裝配過(guò)程?？梢?jiàn)，1999年在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還沒(méi)有注意到產(chǎn)品的全生命周期的概念，顯然這是一個(gè)缺陷，沒(méi)有適應(yīng)時(shí)代前進(jìn)步伐。在液壓傳動(dòng)行業(yè)中，對(duì)清潔度定義強(qiáng)調(diào)“測(cè)得的元件/零件濕表面或受控表面上收集到的污染物數(shù)量或特征”。提出“受控表面”的概念，相對(duì)應(yīng)存在一個(gè)清潔度“受控空間”的概念，顯然適用在液壓元件的全生命周期。

產(chǎn)品清潔度指標(biāo)分清潔度等級(jí)和范圍，怎樣制訂?ISO體系提示“參考典型參考資料，和已知的或期望的功能或應(yīng)用場(chǎng)合相適應(yīng)，由顧客和制造商共同協(xié)商確定”。典型資料“原始數(shù)據(jù)，現(xiàn)行各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品性能、可靠性和耐久性要求，同類產(chǎn)品數(shù)據(jù)”。每一項(xiàng)指標(biāo)的制定與獲得都需要我們付出智慧，付出勞動(dòng)，付出費(fèi)用，在實(shí)踐中不斷完善。

機(jī)床及液壓行業(yè)如何定義清潔度的受控表面/空間?“受控表面/空間”應(yīng)泛指對(duì)機(jī)床工作精度、工作精度保持性、工作可靠性等性能指標(biāo)相關(guān)的、有清潔度要求的表面，或這些表面所在封閉箱體的內(nèi)腔空間，由設(shè)計(jì)師將范圍和清潔度等級(jí)標(biāo)記在圖紙及相關(guān)設(shè)計(jì)文件上。以機(jī)床工件主軸部件為例，工件主軸的兩端，在殼體內(nèi)部的具有清潔度要求的空間、相關(guān)表面及內(nèi)容物。如，分度蝸輪/蝸桿，軸承，潤(rùn)滑劑（潤(rùn)滑脂，如采用油霧潤(rùn)滑或者油氣潤(rùn)滑，壓縮空氣、潤(rùn)滑油也包括在內(nèi)），鎖緊主軸軸承的螺母，安裝在軸上的卡簧，箱體內(nèi)腔空間及其涂層，前端及后端的密封件的內(nèi)表面。

單個(gè)零件以分度蝸輪（如圖2）為例，其清潔度概念除了分度蝸輪的工作面、定位面和端面外，還包含齒槽底部由粗加工遺留的表面。這些表面粗糙度差、形狀不規(guī)則，如果殘留污染物一旦脫落也會(huì)破壞分度蝸輪的精度和工作可靠性。

目前，壓縮空氣除了用在主軸的油霧、油氣潤(rùn)滑上，還應(yīng)用于清洗過(guò)程，尤其是潤(rùn)滑孔系的清洗。壓縮空氣攜帶的固體污染物、水及壓縮機(jī)油是破壞清潔度的重要因素。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有 GB/T13277.1－2008《壓縮空氣 第1部分:污染物凈化等級(jí)》（ISO 8573:2001的第一部分，經(jīng)修改）。從工廠壓縮空氣站送來(lái)的壓縮空氣的清潔度難以滿足需要，因此，要增加過(guò)濾固體污染物和降水干燥、除油環(huán)節(jié)。壓縮空氣三聯(lián)件起到這個(gè)作用，選擇適當(dāng)規(guī)格和精度，加強(qiáng)維護(hù)，以滿足潤(rùn)滑用壓縮空氣的要求。

壓縮空氣過(guò)濾精度有3個(gè)獨(dú)立指標(biāo):殘留固體顆粒大?。ㄎ⒚祝┘胺植济芏?，除水效率（%）和殘留含油量（ppm w/w）。目前，技術(shù)資料描述進(jìn)入機(jī)床受控空間的固體顆粒度有采用1987年或1999年兩種固體顆粒尺寸的計(jì)算方法，兩種方法區(qū)別在于前者用光學(xué)顯微鏡測(cè)量顆粒直徑，后者測(cè)量顆粒投影面積的遮光量。為了區(qū)別，后者在單位 μm 后加注“C”，如圖3［3］。

空氣壓縮機(jī)油會(huì)破壞主軸軸承潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，殘留油除油環(huán)節(jié)在壓縮機(jī)站完成。軸承潤(rùn)滑劑中的水分會(huì)破壞潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，引起金屬材料銹蝕及擴(kuò)張疲勞微裂紋，對(duì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)有極大的危害。Timken公司提供的圖表（如圖4）顯示，含水率從0.01%降到0.001%，軸承壽命延長(zhǎng)3倍多。目前，軸承潤(rùn)滑劑的含水率的測(cè)量在機(jī)床行業(yè)不妨推薦按照GB/T 6283－86《化工產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定卡爾·費(fèi)休法（通用方法）》進(jìn)行。用專用儀器測(cè)量，操作簡(jiǎn)單，精度高，結(jié)果可靠。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的這類儀器有足夠的精度、自動(dòng)化程度和良好的性能價(jià)格比。

在全生命周期中，潤(rùn)滑環(huán)節(jié)的清潔度管理及潤(rùn)滑設(shè)備的維護(hù)不可疏忽。關(guān)于潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑設(shè)備的要求，在機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)中應(yīng)該有詳盡說(shuō)明。顯然，工廠潤(rùn)滑站的質(zhì)量管理不可疏忽。

5 獲得清潔度的途徑之一——清洗

制造階段獲得清潔度的途徑:適宜的清洗方法及設(shè)備+循環(huán)使用的清洗液的有效過(guò)濾+發(fā)揮質(zhì)量管理體系作用。制造過(guò)程不同階段的清洗有不同目的，工序間清洗滿足下一道加工工序的清潔度要求。裝配前清洗及維持、裝配中保持及適宜的裝配手藝，使得清潔度受控空間及受控表面達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求。金屬表面的清洗是通過(guò)物理、化學(xué)和機(jī)械手段，清除機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品中在制造、貯存和使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種液體的和固體的污染物，獲得一定的清潔程度。

目前，機(jī)械制造業(yè)4種常用的清洗方法:高壓水射流清洗，超聲波清洗，干冰清洗和激光清洗。在高壓水射流和超聲波清洗中，往往會(huì)選擇具有化學(xué)清洗作用的清洗劑參與，形成清洗液，加強(qiáng)清洗能力。

高壓水射流清洗是清洗最基本的方法。清洗液經(jīng)過(guò)泵加壓，通過(guò)噴嘴形成清洗射流，沖涮待清洗表面，去除污垢。清洗設(shè)備的基本參數(shù)是:靜水壓力、流量、噴嘴選型及其對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的匹配。噴嘴是水射流系統(tǒng)的主要組成元件，對(duì)清洗效果有直接、重大影響。噴嘴已經(jīng)高度商品化。噴嘴型式、參數(shù)選擇及其與清洗系統(tǒng)的匹配非常重要，關(guān)于噴嘴的型式［4］如圖5～7。針對(duì)清洗對(duì)象，清洗工藝設(shè)計(jì)合理的清洗射流形式、運(yùn)行路線、速度及噴射角度，是保證清洗質(zhì)量的重要條件。如果能夠用機(jī)器人掌控噴嘴的清洗過(guò)程可以大幅度改善清洗工人的勞動(dòng)條件，值得推薦。

超聲波清洗利用超聲波在液體中的空化作用，具體表現(xiàn)為:在超聲氣泡突然破裂的瞬間，產(chǎn)生上千兆帕的壓力，使污垢破碎，從被污染表面脫離以實(shí)施清洗。足夠的聲強(qiáng)是達(dá)到清洗效果的必要條件。聲強(qiáng)過(guò)大或清洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)損壞零件表面，因此工藝過(guò)程應(yīng)予以時(shí)間與超聲強(qiáng)度控制。清洗工藝要規(guī)定零件的放置及其間隔，為超聲波能夠到達(dá)零件的每一個(gè)清洗部位提供合適的通道。合適的工藝參數(shù)，能夠被大多數(shù)高精度零件清洗所接受，達(dá)到清洗率99.5%以上的效果。

超聲波是一個(gè)機(jī)械縱波，在一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)，聲強(qiáng)有兩次強(qiáng)弱交替，弱區(qū)即通常稱為超聲波清洗盲區(qū)，清洗效果明顯降低。以30 kHz的超聲波為例，波長(zhǎng)約50 mm，可見(jiàn)減弱盲區(qū)的影響是清洗工藝要點(diǎn)。

聲波在媒質(zhì)里傳播，聲能將以熱的形式消耗，出現(xiàn)隨距離逐漸衰減的現(xiàn)象。在一個(gè)超聲波清洗槽中，存在一個(gè)與超聲波換能器在清洗槽內(nèi)布置有關(guān)的范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)聲強(qiáng)符合設(shè)計(jì)要求，清洗效果好，稱清洗的有效空間。這是一個(gè)直接影響清洗機(jī)性能的重要的指標(biāo)。

清洗液是清洗工序的主要成員，清洗液的選擇及配方、濃度、溫度是清洗工序的重要參數(shù)。清洗液在使用中需要維護(hù):定時(shí)取樣檢測(cè)，根據(jù)分析報(bào)告，添加有效成分，維持其濃度及配比，維持清洗工藝參數(shù)穩(wěn)定。要注意廢液的環(huán)保處理:出于保護(hù)大氣環(huán)境的臭氧層，應(yīng)該充分注意政府嚴(yán)格履行承諾——替代ODS（破壞臭氧層物質(zhì)）。

機(jī)床行業(yè)的大型鑄件的裝配前清洗，在小批量的條件下，建議用不易掉落纖維的工業(yè)紙及毛刷，沾符合清潔度標(biāo)準(zhǔn)的清洗液，對(duì)清洗工藝注明的區(qū)域人工進(jìn)行反復(fù)擦拭，以去除受控表面的污染物。目前，大件上的潤(rùn)滑孔道還只能夠用壓縮空氣來(lái)清潔，文獻(xiàn)［5］介紹的方法可以借鑒。

目前，存在一個(gè)獨(dú)立的清洗行業(yè)，面向不同清洗要求的行業(yè)，多年來(lái)，已經(jīng)發(fā)展成熟，發(fā)表專著［4］，建立清洗規(guī)范、準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)體系，完善整個(gè)清洗系統(tǒng)，具有先進(jìn)水平，是設(shè)計(jì)、制造清洗機(jī)的主力。這個(gè)清洗行業(yè)強(qiáng)調(diào)剝離污染物，例如建筑物外墻的清洗，石油容器及管道內(nèi)壁油污的清洗。因此，在向他們訂購(gòu)機(jī)床行業(yè)的清洗機(jī)時(shí)，希望他們能夠做到:面對(duì)機(jī)床的清潔度要求，清洗去除受控表面的污染物，達(dá)到預(yù)期的清潔度要求。污染物被剝離，清洗液通過(guò)流動(dòng)和循環(huán)過(guò)濾，恢復(fù)其清潔度，才能夠達(dá)到最終的清洗目標(biāo)。因此，清洗液的循環(huán)流動(dòng)及其過(guò)濾對(duì)機(jī)床行業(yè)的清洗來(lái)講特別重要，而且還強(qiáng)調(diào)清洗槽流動(dòng)死角控制。在清洗槽內(nèi)擺放清洗零件后，清洗液的流動(dòng)情況會(huì)改變，因此，預(yù)防清洗液流動(dòng)死角是清洗工藝工程師職責(zé)。大型零件直接擺放在清洗槽內(nèi)會(huì)增加清洗槽底板承載壓力，清洗時(shí)不妨采用吊裝形式，簡(jiǎn)化清洗槽結(jié)構(gòu)。為此，對(duì)機(jī)床行業(yè)而言，清洗過(guò)程有表1所載重要概念。

表1 清洗過(guò)程的重要概念

有的待清洗零件受控空間也會(huì)存在流動(dòng)死角，妨礙清洗液流動(dòng)。清洗工藝工程師應(yīng)向設(shè)計(jì)工程師提出修改零件結(jié)構(gòu)建議，使待清洗零件的清洗液流動(dòng)順暢。

清潔度的檢測(cè)通常用稱重法。對(duì)于封閉受控空間的稱重法是各行各業(yè)廣泛推薦的方法。方法的細(xì)節(jié)詳見(jiàn)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如JB/T 7858－2006。檢測(cè)應(yīng)該由專業(yè)檢測(cè)人員進(jìn)行。

機(jī)床的導(dǎo)軌等大型或非封閉表面的清潔度檢測(cè)目前沒(méi)有公認(rèn)的方法。擦拭目測(cè)法也許可以一試。手指襯白色濾紙，用一定力，擦拭檢測(cè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定的檢測(cè)部位，將擦拭印痕與標(biāo)準(zhǔn)色板比較，判定清潔度等級(jí)。筆者想，擦拭印痕的寬度相對(duì)手指寬度之比是否可以反映檢測(cè)者“用一定力”的程度?這種方法的建立要有一個(gè)探討的過(guò)程。

要重視檢測(cè)的污染物分析，尋找污染物的根源，改善工藝過(guò)程及環(huán)境，提高產(chǎn)品的清潔度。為了建立清洗工段，保證清洗工序的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，要在工廠適宜的位置建立清洗工段，針對(duì)性的建立清洗生產(chǎn)流水線，培訓(xùn)清洗工藝工程師和操作工。建立為清洗工序服務(wù)的、功能完整的實(shí)驗(yàn)室。最重要的是有效發(fā)揮質(zhì)量管理體系的作用，使產(chǎn)品的清潔度工程做得流暢，技術(shù)規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)、持續(xù)和不斷改進(jìn)。

從傳統(tǒng)的工藝流程中走出來(lái)，進(jìn)入全面的清潔度管理模式，配合企業(yè)的可靠性管理工程開(kāi)展，有幾個(gè)工藝領(lǐng)域的問(wèn)題值得注意。如:受控空間非機(jī)械加工的鑄造表面上防銹涂層保護(hù);外觀裝飾性涂層光澤度保護(hù);取消在裝配過(guò)程中切削、修毛、倒角及外形輪廓修整環(huán)節(jié);零件在運(yùn)輸、存放過(guò)程中避免剋傷碰毛、二次污染等。

6 獲得清潔度的途徑之二——防護(hù)

以磨齒機(jī)砂輪主軸前端防護(hù)為例（如圖8）。在磨削時(shí)，砂輪主軸前端周圍有金屬磨屑，有磨削脫落的砂輪磨粒、結(jié)合劑碎屑，也有高速飛濺的磨削冷卻液。在修整砂輪時(shí)有修整砂輪所脫落的磨粒、結(jié)合劑碎屑，有飛濺的高壓磨削冷卻液，也許還有金剛石滾輪上脫落的金剛石碎屑。隨著磨削速度的提高，磨削用量加大，它們的動(dòng)量在增加。“防護(hù)”就是不讓這些粒子進(jìn)入砂輪主軸的清潔度受控空間，在機(jī)床使用階段維持受控空間的清潔度。

數(shù)控系統(tǒng)光柵尺的防護(hù)是另外一個(gè)方面。

防護(hù)也許是中國(guó)機(jī)床的軟肋之一，按照以往習(xí)慣“防護(hù)”就是密封。按密封專業(yè)理解是“把不同壓力的空間相互隔開(kāi)”，只是在《軸承系統(tǒng)——理論與實(shí)踐》［8］的第十章環(huán)境保護(hù)中論及密封的概念中才敘述道“它被分成兩個(gè)方面:必須將軸承同周圍環(huán)境適當(dāng)?shù)馗糸_(kāi)，才能夠讓軸承成功地實(shí)現(xiàn)它們的作用。有時(shí)，必須保護(hù)環(huán)境，使之不受軸承表面的磨損產(chǎn)物和潤(rùn)滑劑污染。”在《機(jī)械工程手冊(cè)（第二版）》第11篇“密封”的第九章中才提到防塵密封，稱“防塵密封裝在軸承或柱塞桿空氣側(cè)，阻止?jié)櫥瑒┩饴┖陀泻﹄s質(zhì)（灰塵、水氣、腐蝕性氣氛）侵入。防塵密封僅用于常壓或壓力很低的場(chǎng)合?！痹谛D(zhuǎn)型防塵密封里，先提到氈封結(jié)構(gòu)圖9，再提到間隙密封的防塵節(jié)流環(huán)圖10和防塵迷宮密封圖11，然后提到防塵擋圈、甩油環(huán)、甩油溝槽，并且給出設(shè)計(jì)參考圖例和參數(shù)值?？梢?jiàn)，在這本手冊(cè)論述密封的章節(jié)中，適用高參數(shù)、高可靠性的防塵功能零部件幾乎沒(méi)有。機(jī)床行業(yè)主要防護(hù)清潔度受控空間的，尤其是旋轉(zhuǎn)面的防塵密封，沒(méi)有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范可以作為設(shè)計(jì)依據(jù)，沒(méi)有現(xiàn)成的案例可以效仿，沒(méi)有現(xiàn)成的適用于當(dāng)前設(shè)計(jì)參數(shù)的功能件可以采用;在機(jī)床裝配調(diào)整時(shí)也沒(méi)有重視密封功能件的安裝、調(diào)整，給予必要的工藝指導(dǎo)。在機(jī)床調(diào)試與使用階段，機(jī)床說(shuō)明書(shū)也缺乏必要的密封功能件以及密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)指導(dǎo)，因此，現(xiàn)有磨齒機(jī)砂輪前端防塵密封功能較弱，導(dǎo)致砂輪主軸壽命不能達(dá)到期望值。

從事密封技術(shù)的專家有這樣一句話:密封技術(shù)雖然不是領(lǐng)先性技術(shù)，但卻是決定性技術(shù)。于是就要求機(jī)床設(shè)計(jì)師，隨著摩擦學(xué)與流體力學(xué)的發(fā)展以及密封的相關(guān)理論與元件的極大進(jìn)展，抓住“防塵”兩個(gè)字，提升產(chǎn)品的性能，建立一套適用于機(jī)床產(chǎn)品高參數(shù)下可靠、有效的防塵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和密封件、密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)。

在全生命周期中，密封環(huán)節(jié)需要精心維護(hù)，在機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)中應(yīng)有詳盡的維護(hù)細(xì)節(jié)說(shuō)明，在機(jī)床相應(yīng)位置，有指導(dǎo)性的標(biāo)牌提示。

隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)觀念的加深，“防護(hù)”要做反向延伸。就是在機(jī)床使用階段，必須防止?jié)櫥?、磨削液污染機(jī)床周圍環(huán)境的危害。設(shè)置機(jī)床罩殼，安排吸油霧裝置，防止磨削液及潤(rùn)滑油霧氣污染環(huán)境。同樣，只有及時(shí)維護(hù)吸霧裝置，保持吸霧裝置的吸霧功能，優(yōu)良的環(huán)境才能夠得以保持［6］。

7 結(jié)語(yǔ)

廣州機(jī)械科學(xué)研究院的李茂生［7］呼吁:在機(jī)床行業(yè)清洗工序是機(jī)械加工過(guò)程中極為重要，應(yīng)用廣泛的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。應(yīng)該將工件的清潔度視為產(chǎn)品的生命線，并提出“清洗，清洗，再清洗”的思想。從全生命周期觀念出發(fā)，要將清潔度觀念從制造延伸到使用階段，防止“外界”的污染物侵犯機(jī)床清潔度受控空間，影響機(jī)床全生命周期的長(zhǎng)度，乃至影響機(jī)床精度、精度保持性和工作可靠性。防護(hù)還要反向延伸，防止磨削液、油霧影響周圍環(huán)境，提高中國(guó)機(jī)床的環(huán)境保護(hù)水平和文明程度，提升中國(guó)機(jī)床的國(guó)際地位。

［1］胡林林，王大元.清洗技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.汽車工藝與材料，1997（6）:38－39.

［2］陳慕祖.車身涂裝過(guò)程中灰粒的防治［J］.上海汽車，2003（10）:20－23.

［3］盧繼霞，賈瑞清，夏志新.ISO 4406新舊標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介及修訂原因說(shuō)明［J］.機(jī)床與液壓，2006（5）.

［4］薛勝雄.高壓水射流技術(shù)工程［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006:198－208.

［5］姚得強(qiáng).發(fā)動(dòng)機(jī)制造中缸體的典型清洗工藝與裝備［J］.清洗世界，2007，23（6）.

［6］李蕊華，溫福保.工業(yè)用油霧凈化器的維護(hù)［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2011（6）:133－134.

［7］李茂生.機(jī)械加工過(guò)程中的金屬清洗［J］.清洗世界，2009（10）.

［8］巴維爾F T.軸承系統(tǒng)——理論與實(shí)踐［M］.西安交大機(jī)械原理及機(jī)械零件教研組譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1983:342.