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摘要:機械加工是工業發展的核心所在,是一個國家科技發展、工業發展水平的重要衡量標志之一。隨著社會科技發展,市場對機械加工產品的加工質量要求越來越高,我國從精密加工正在向超精密加工發展、轉變,走向世界機械加工強國陣營。簡要分析機械加工質量的發展趨勢和機械加工質量的主要影響因素。針對當前機械加工過程中存在的質量控制不足,結合機械加工質量的主要影響因素提出若干應對措施和建議。
關鍵詞:機械加工;加工質量;影響因素;質量控制
0引言
現代制造業的核心就是機械加工精度。機械加工精度是一個企業機械加工水平、企業生產經營能力的象征,也是未來機械加工企業市場占有份額以及企業生存發展的關鍵因素。現代社會科技發展迅速,市場對機械加工精度要求越來越高,研究機械加工質量,尤為重要。
1機械加工質量的發展趨勢
機械加工按照加工精度分為普通加工、精密加工和超精密加工。從加工方法上來看,精密電火花加工的加工質量可達到1μm,金剛石刀具超精切削精密研磨拋光的加工質量可達到0.01~0.02μm,紫外線光刻加工質量可達到0.35μm,LIGA技術加工質量可達到0.1μm,離子束加工質量可達到納米級,掃描隧道顯微(STM)加工及原子力顯微(AFM)加工的加工質量可達到0.1nm。如圖1所示,根據羅蘭貝格數據統計,2011-2018年,全球精密機加工市場規模復合年增長率為0.2%;2018年,全球精密機械加工市場規模達到2160億美元,同比增長1.9%;從2012年到2018年,全球精密加工市場規模增長了50億美元。在現代超精密機械加工中,如軍事、飛機上應用的馬達軸承,加工精度、圓度、圓柱度已經達到亞微米級;人造衛星儀表軸承、精確制導儀表零件、計算機硬盤驅動器、基因操作機械等零件的表面粗糙度達到了納米級。從亞微米級到納米級,隨著精密機械的發展,全球機械制造技術水平不斷提升,正在向超精密加工發展、轉變。
2機械加工質量控制的重點因素
1)機械加工的誤差。包括機床、夾具、刀具、共建的工藝系統靜誤差;在加工過程中產生的力變形、熱變形、刀具磨損、殘余應力變形造成的誤差;測量方法、測量工具精度造成的測量誤差;更換工件、刀具、量具、夾具時調整造成的調整誤差等。2)機械制造過程中的從業人員的影響因素。機械加工企業技術人員的操作水平和職業素質將會直接影響機械設備的加工精度,也影響機械加工產品的加工質量。從業人員技術水平和職業素質低,還可能造成批量的毛坯件報廢、機床設備性能下降以及經濟損失之外的安全隱患。3)生產材料的選用和生產環境的影響。機械制造中,如果原材料在采購、選用環節上不重視,則可能因為生產原材料不合格最終造成機械加工產品的質量不合格。
3控制機械加工質量的措施
針對當前機械加工過程中存在的質量控制不足,結合機械加工質量的主要影響因素,筆者認為可利用強化質量管理觀念,采用機械制造新技術,做好技術人員培訓,改善環境條件,做好產品各項工序的質量管理,采取有效措施控制誤差發生率等措施,具體如下。1)強化質量管理觀念。機械加工企業領導層必須重視質量管理,只有在思想上、觀念上高度重視機械加工質量,才能夠在新設備引入、保養維護耗材消耗、技術人員培訓進修、技術人員引進和福利政策、技術資料采購、質量環節控制、信息化管理軟件開發與采購等方面揉入足夠的人力、物力、財力。強化質量管理觀念,還需構建公司全員的質量管理文化,完善管理制度建設。2)采用機械制造新技術。為了提高機械加工質量,必須應用機械制造新技術,除了普遍應用的數控技術、加工中心、工業機器人、自適應控制機床、計算機輔助制造技術外,還可采用可變制造系統、柔性制造單元、數字化制造、無人化機械制造、智能制造、并行工程、敏捷制造、綠色制造、虛擬制造、超精加工制造、納米技術、分子自組裝技術。為了滿足機械加工行業對精工質量不斷提高的要求,機床制造企業需要改進機床產品,提高機床產品加工性能。機械加工企業也要根據企業加工市場需求及時更新設備。合理設計夾具、合理選擇裝夾方式、合理選擇刀具、合理選擇主軸轉速以及切削液。使用對尺寸精度、產品外形上的精確度、位置精度三加工精度測算法,控制加工質量。3)做好技術人員培訓。同樣的機械設備,不同的技術人員操作可能會有較大的加工質量差異。機械加工企業應系統地建立員工培訓體系,制定好技術人員和設備維護人員的培訓計劃,必須重視對技術人員的培訓。在預算上,劃撥專項資金用于技術人員赴外參加專業技術學習培訓。對于機床維修技術人員,要加強質量管理,制定好機床日常檢查、維護、維修制度,加強過程監管。4)改善環境條件。在機械制造過程中,一定要加強對原材料的選用和采購審核,杜絕不合格產品進入生產流程,尤其要注意對原材料、毛坯、再加工等輔助材料的控制。另外,還要做好車間環境的控制。加工制造一件產品必須對各個環節做好嚴格的質量控制,哪一個環節都不能掉以輕心,尤其是對影響產品質量的相關因素,一定要及時采取措施。5)做好產品各項工序的質量管理。越復雜的機械產品,其生產過程越復雜,需要多種不同的工序加工才能完成。整個機械產品的質量離不開各個工序的質量管理,因此需要不斷規范和加強各個加工工序的質量管理,嚴格把控每一道工序、每一個環節的質量檢查,最終確保每道工序、每個環節的加工質量達到質量要求。6)采取有效措施控制誤差率。針對誤差的影響,要降低誤差的發生幾率。在實際工作中,如果難以發現誤差產生的原因,或者確診了誤差發生的原因但是無法解決,這種情況下就要針對誤差進行調整、解決,需要在不能控制原始誤差的情況下針對誤差進行補償,這樣機械加工產品的質量能夠得以有效保證。
參考文獻:
[1]劉從虎.不確定環境下復雜機械產品再制造裝配過程在線質量控制機制研究[D].合肥:合肥工業大學,2016.
[2]周蕾.重型機械項目制造質量管理研究[D].天津:天津工業大學,2016.
作者:范寧 單位:遼寧建筑職業學院