發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣零件數(shù)控加工防錯(cuò)方法

王麗花　李丹　周鑫

摘 要：針對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣零件加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量事故，從數(shù)控程序編制規(guī)定及工藝過程易出錯(cuò)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，通過提高自動(dòng)化程度，減少和消除工序操作和生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤，減少加工中人為差錯(cuò)發(fā)生的機(jī)會(huì)，避免差錯(cuò)形成缺陷，提高質(zhì)量改進(jìn)工作的主動(dòng)性，做好事前的質(zhì)量預(yù)防和過程質(zhì)量控制工作。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量；數(shù)控；加工；防錯(cuò)

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(hào)：V261 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣零件材料多為高溫合金、鈦合金等材料，價(jià)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(jì)損失。單純地依靠獎(jiǎng)懲機(jī)制難以解決根本問題，防錯(cuò)技術(shù)充分重視產(chǎn)品的源頭質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)立即發(fā)出警告并及時(shí)糾正，將提高產(chǎn)品質(zhì)量建立在流程中而不是單純依靠檢驗(yàn)保證質(zhì)量，是達(dá)到質(zhì)量零缺陷的手段，應(yīng)用防錯(cuò)技術(shù)目的是有效防止在產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)中的人為差錯(cuò)，使差錯(cuò)不會(huì)發(fā)生或者至少及早地檢查并糾正，以簡(jiǎn)單的方法和手段提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本文通過“監(jiān)控”零部件的質(zhì)量，節(jié)約返工、返修的成本和時(shí)間，及時(shí)識(shí)別需要改進(jìn)的機(jī)會(huì)，在不可預(yù)知的人為差錯(cuò)轉(zhuǎn)化到缺陷形成之前，防止差錯(cuò)的“蔓延”，消除缺陷，達(dá)到防錯(cuò)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(dòng)操作如零件的裝夾、對(duì)刀、零件的翻轉(zhuǎn)，同時(shí)需要輸入大量的數(shù)據(jù)，如輸入加工原點(diǎn)、刀具半徑補(bǔ)償值、公共坐標(biāo)系等，加工一個(gè)零件，一旦操作者出現(xiàn)操作失誤，將會(huì)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(zhì)量不合格給企業(yè)帶來的巨大損失，同時(shí)隨著零件加工材料趨于難加工材料、加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度越來越高，產(chǎn)品的不合格率上升的風(fēng)險(xiǎn)也將增大。分析加工過程中引起加工事故的原因，引入防錯(cuò)機(jī)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(jì)，按導(dǎo)致不合格品的原因進(jìn)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(dǎo)致產(chǎn)品不合格的重要原因，操作方法不當(dāng)最容易引起加工事故。引起加工事故的主要原因總結(jié)如下：

（1）工藝技術(shù)能力不足、技術(shù)防錯(cuò)沒有真正落到實(shí)處。表現(xiàn)在工藝技術(shù)能力滿足不了現(xiàn)場(chǎng)的需求，還有裝夾找正問題、上刀量大等。

（2）現(xiàn)場(chǎng)操作者工作不認(rèn)真。表現(xiàn)在操作者操作失誤如：對(duì)刀操作失誤、設(shè)備操作失誤、圖紙看錯(cuò)等。

（3）員工本身能力不足。表現(xiàn)在技術(shù)人員本身能力不足，如：程序錯(cuò)誤、工藝文件編制錯(cuò)誤等?，F(xiàn)場(chǎng)操作者新上崗經(jīng)驗(yàn)不足。

（4）工裝設(shè)備能力不足。表現(xiàn)在刀具問題、夾具問題、設(shè)備故障等。

3.數(shù)控加工過程防錯(cuò)控制

3.1 數(shù)控工步卡的填寫

（1）數(shù)控編程原點(diǎn)的填寫

當(dāng)本工序所有工步程序原點(diǎn)是一致的，在附注欄內(nèi)統(tǒng)一填寫，當(dāng)本工序所有工步程序原點(diǎn)不一致時(shí)，在程序原點(diǎn)欄內(nèi)分別填寫，并注明編程原點(diǎn)設(shè)定指令，如G54，G55。

（2）對(duì)刀方式的填寫

對(duì)于車加工，對(duì)刀方式除用語言描述外，應(yīng)在工步卡備注欄內(nèi)按實(shí)際加工情況對(duì)對(duì)刀方式進(jìn)行圖示說明。

3.2 數(shù)控程序的編制

（1）在數(shù)控程序運(yùn)行之前，在程序段中使用高級(jí)語言通過調(diào)用系統(tǒng)變量判斷編程原點(diǎn)的正確性，以防止編程原點(diǎn)設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致的加工錯(cuò)誤。

（2）根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及編程方法的不同，應(yīng)優(yōu)先采用刀心編程方式，采用數(shù)控加工程序自動(dòng)分層、換刀，減少工人的手動(dòng)干預(yù)，對(duì)于輪廓編程方式，刀具半徑補(bǔ)償值使用高級(jí)語言通過調(diào)用系統(tǒng)變量進(jìn)行判斷，以防止刀具半徑補(bǔ)償值輸入錯(cuò)誤導(dǎo)致零件加工錯(cuò)誤。

（3）對(duì)于加工角向零點(diǎn)非任意角向時(shí)，應(yīng)在夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加實(shí)際角向零點(diǎn)校正標(biāo)識(shí)，如刻線或基準(zhǔn)孔，在工藝規(guī)程及數(shù)控工步上注明對(duì)零點(diǎn)重新校驗(yàn)。

3.3 數(shù)控加工程序的審批要求

（1）數(shù)控加工程序校對(duì)檢查

應(yīng)編制相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定數(shù)控程序的校對(duì)內(nèi)容。

（2）數(shù)控加工程序批準(zhǔn)檢查

審核編程坐標(biāo)系的正確性。檢查編程的加工坐標(biāo)系方向與工藝文件要求的是否相符、坐標(biāo)系選擇是否合理，校對(duì)編程原點(diǎn)與仿真環(huán)境建立的編程原點(diǎn)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(duì)應(yīng)加工機(jī)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(jié)構(gòu)、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(shí)物前，必須進(jìn)行數(shù)控程序的仿真模擬，按照設(shè)計(jì)模型要求，保證仿真結(jié)果加工無碰撞、殘留在工藝規(guī)程設(shè)定公差之內(nèi)。

（2）校對(duì)人員仿真校對(duì)時(shí)要重新建立仿真環(huán)境，不能應(yīng)用原編制提供的環(huán)境進(jìn)行校對(duì)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)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(shí)物驗(yàn)證。

3.5 數(shù)控程序驗(yàn)證過程要求

（1）零件在首批零件驗(yàn)證之后，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，及時(shí)固化加工參數(shù)。

（2）經(jīng)驗(yàn)證參數(shù)固化后的數(shù)控加工程序及對(duì)應(yīng)數(shù)控工步卡應(yīng)及時(shí)存檔。

（3）零件在驗(yàn)證過程中，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)刀具壽命，監(jiān)控刀具磨損情況，在數(shù)控程序中適時(shí)進(jìn)行更換刀具，避免由于刀具磨損導(dǎo)致的零件加工錯(cuò)誤。

（4）固化后的數(shù)控加工程序不宜再進(jìn)行人為調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給倍率。

4.實(shí)例

4.1 刀具半徑輸入防錯(cuò)實(shí)例

數(shù)控機(jī)床的刀具半徑補(bǔ)償，是加工中最常用的功能，在上刀補(bǔ)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(bǔ)值，來完成零件的加工，由于刀補(bǔ)值缺乏監(jiān)督，每年都存在刀補(bǔ)上錯(cuò)的情況。

為了控制刀補(bǔ)上錯(cuò)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(jìn)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(cuò)半徑值的情況，防止錯(cuò)誤發(fā)生，部分程序代碼如下。

4.2 案例名稱：數(shù)控加工對(duì)刀防錯(cuò)

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，對(duì)刀方式的正確與否直接影響零件加工質(zhì)量，通常在工步卡上寫上對(duì)刀方式，語言描述不直觀，易發(fā)生對(duì)刀錯(cuò)誤導(dǎo)致零件報(bào)廢。

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

結(jié)語

針對(duì)機(jī)匣加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量事故，從數(shù)控程序編制規(guī)定、工藝過程易出錯(cuò)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化，減少和消除工序操作和生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤，使零件在加工過程中，錯(cuò)誤不會(huì)發(fā)生或及早發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行糾正，減少加工中人為差錯(cuò)發(fā)生的機(jī)會(huì)，避免差錯(cuò)形成缺陷，做好事前的質(zhì)量預(yù)防和過程質(zhì)量控制工作。

參考文獻(xiàn)

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