如何避免航空航天零部件制造過程中的常見差錯(cuò)

防錯(cuò)技術(shù)概念及特點(diǎn)

人是數(shù)控加工過程中創(chuàng)造性最強(qiáng)的因素，同時(shí)也是制造過程中穩(wěn)定性最差的因素，人的不可控因素很多，不像數(shù)控設(shè)備，只要把正確的程序輸入進(jìn)去，就能順利完成成千上萬件產(chǎn)品的加工。反思我們的航空航天類產(chǎn)品，因復(fù)雜性和高精度性，以及屬于典型單件、小批量的離散制造，在制造過程中容易出現(xiàn)各種人為錯(cuò)誤，說明了防錯(cuò)技術(shù)在航空航天制造領(lǐng)域沒有有效地應(yīng)用。

通常情況下，在產(chǎn)品研發(fā)試制階段，很少出現(xiàn)低級(jí)的人為錯(cuò)誤，因?yàn)檠邪l(fā)階段人的緊張程度較高，加工過程中較為謹(jǐn)慎及規(guī)范；而定型后的小批量化制造加工中，由于人的緊張程度有所減緩，以及習(xí)慣性思維作用，一些圖樣、工藝和程序及操作常常被忽略，就容易發(fā)生一些低級(jí)錯(cuò)誤，在零件制造過程中帶來嚴(yán)重后果，輕則產(chǎn)品不合格或報(bào)廢，重則發(fā)生人身、設(shè)備的安全事故。

2.防錯(cuò)技術(shù)在數(shù)控加工現(xiàn)場的應(yīng)用

第一次就正確地把合格零件加工出來是每個(gè)制造人員的不懈追求，然而航空航天產(chǎn)品零件屬于典型的單件小批量離散制造，單件小批量模式下的制造就決定了制造過程的復(fù)雜性，比如小毛刺等，且受人的技能、耐心和情緒等影響較大。因此，有必要對航空航天產(chǎn)品零件制造過程的防錯(cuò)控制進(jìn)行研究。

（1）程序防錯(cuò) 通過增加設(shè)置有效的標(biāo)記工序以及一步步的跟蹤，可以解決習(xí)慣性操作帶來的錯(cuò)誤，這是一種基礎(chǔ)的防錯(cuò)技術(shù)，而且是簡單易行的技術(shù)手段。在殼體類零件加工制造過程中基于誤差均分的原理，工件原點(diǎn)一般都設(shè)置在殼體零件的幾何中心位置，但是對于某些零件，尺寸公差偏向某一方向時(shí)對安裝和使用有利，為了防止操作人員在加工過程中習(xí)慣性將工件原點(diǎn)設(shè)置在幾何中心，需在加工界面添加防錯(cuò)標(biāo)示語句。如圖1所示，一般情況下，都將原點(diǎn)設(shè)置在零件外形的幾何中心位置處以均分X和Y向的制造誤差，但在圖2情況下，用戶對尺寸5.5mm有明確要求，在總厚度尺寸公差范圍＞尺寸5.5mm的公差范圍情況下，就需將工件原點(diǎn)偏移至一個(gè)方向以避免尺寸5.5mm超差。

（2）標(biāo)記防錯(cuò) 現(xiàn)階段的數(shù)控加工一般都是編程人員利用編程軟件編制數(shù)控加工程序，操作人員調(diào)用程序即可加工，利用標(biāo)記防錯(cuò)既能夠防止操作人員加工時(shí)因忙碌或者打斷而在尋邊找正時(shí)找錯(cuò)加工原點(diǎn)、裝錯(cuò)加工刀具和工裝位置方向偏移的問題，又可以防止程序編制人員設(shè)定的刀具與機(jī)床刀庫上設(shè)定的刀號(hào)不一致，以及程序給定的坐標(biāo)原點(diǎn)與操作人員利用尋邊器尋邊找的坐標(biāo)原點(diǎn)不一致等問題。通過在產(chǎn)品待加工區(qū)域上生成標(biāo)記以防止人為失誤，能夠有效避免類似問題的產(chǎn)生。在加工常見的殼體類零件時(shí)，防錯(cuò)標(biāo)記可以取在殼體毛坯上、腔內(nèi)的待去除材料或者邊角余料上，一般利用粗銑刀銑一個(gè)寬12mm、深3mm的防錯(cuò)標(biāo)記淺槽，每次在尋邊找正及調(diào)用一個(gè)新的程序后，都要在加工的開始階段在待銑去材料上銑出一個(gè)防錯(cuò)標(biāo)記槽，作為檢驗(yàn)前面的系列操作是否正確的方法，防錯(cuò)標(biāo)記槽能夠有效避免由于操作人員因?qū)み呭e(cuò)誤而導(dǎo)致工件報(bào)廢的錯(cuò)誤，避免產(chǎn)品報(bào)廢及可能產(chǎn)生的安全事故。

（3）優(yōu)化工藝路線防錯(cuò) 殼體類零件有較多結(jié)構(gòu)要素近似對稱且形狀相似，很難區(qū)分，而執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)控設(shè)備主要是三軸立式加工中心，一般只能加工垂直于主軸方向的結(jié)構(gòu)要素，如圖3所示，共5個(gè)面有結(jié)構(gòu)要素，至少需裝夾5次才能完成數(shù)控加工，在量產(chǎn)過程中難以區(qū)分方向，導(dǎo)致裝夾方向錯(cuò)誤，如下圖零件由于加工中心刀庫容量有限，左右兩側(cè)的M5x0.5mm螺紋孔一般需鉗工加工，且由于零件空間有限，該孔距與底腔有輕微干涉，比如,航空葉片拋光必須先將該螺紋孔加工到位后才開始加工腔體內(nèi)部。

原來的加工順序（見圖4）為加工中心按左視圖點(diǎn)出螺紋孔位→加工中心按右視圖點(diǎn)出螺紋孔位→鉗工鉆孔攻螺紋加工左右視圖的M5×0.5mm螺紋孔→加工中心按仰視圖加工→加工中心按后視圖加工→加工中心按主視圖加工→加工完成。由于左右兩側(cè)螺紋孔近似對稱，兩邊僅有0.5mm差距，操作人員在使用量具專門測量時(shí)都容易弄錯(cuò)，在實(shí)際小批量加工時(shí)更加難以區(qū)分左右視圖的方向，經(jīng)常出現(xiàn)裝夾方向錯(cuò)誤導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢，通過調(diào)整優(yōu)化加工順序（見圖5），加工中心按仰視圖加工→加工中心按左視圖點(diǎn)出螺紋孔位→加工中心按右視圖點(diǎn)出螺紋孔位→鉗工鉆孔攻螺紋加工左右視圖的M5×0.5mm螺紋孔→加工中心按后視圖加工→加工中心按主視圖加工→加工完成。工藝路線優(yōu)化后，由于仰視圖首先被加工出來，該圖明顯不對稱，在加工左右視圖時(shí)以仰視圖作為裝夾方向的參照，操作人員就不再容易弄錯(cuò)裝夾方向。

（4）設(shè)計(jì)夾具防錯(cuò) 外殼類零件一般都含一件殼體及上下兩塊1mm左右的蓋板，殼體內(nèi)部裝有各種元器件及接插件，蓋板通過螺釘壓緊在殼體上確保密封，有些外殼上下兩塊蓋板外形尺寸相同，僅有部分螺釘孔的位置不同

上下兩塊蓋板外形尺寸完全相同，僅在中間有一處孔位上蓋板為22.5mm，下蓋板為25.5mm，有3mm的差距，其余孔位大小和位置尺寸完全一樣，在不經(jīng)特別提醒的情況下很難發(fā)現(xiàn)不同之處?，F(xiàn)階段蓋板的機(jī)械加工工藝流程一般為：按圖樣厚度備料→線切割切四周外形→加工中心點(diǎn)出孔位→鉗工按圖鉆孔沉孔達(dá)圖樣要求。線切割加工出外形后由于孔位還沒有加工出來，兩種零件完全相同，在加工過程中難以區(qū)分，兩種蓋板在一起加工經(jīng)常出現(xiàn)上下蓋板總數(shù)量是正確的，但是兩種蓋板數(shù)量不同情況，若一種蓋板多一件，則另種蓋板就會(huì)少一件，批產(chǎn)時(shí)僅靠抽樣檢驗(yàn)很難察覺這類問題，必須全檢才能發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過分析，可能是同時(shí)加工過程沒有隔離的原因，經(jīng)過分開包裝，分開加工的改進(jìn)后，情況有所好轉(zhuǎn)，但還是偶爾會(huì)出現(xiàn)兩種蓋板不一致的情況，再次分析原因，可能是分開包裝時(shí)數(shù)量數(shù)錯(cuò)，為了徹底解決該問題，設(shè)計(jì)同步加工夾具

使用該夾具后，一次裝夾同時(shí)完成蓋板1和蓋板2的點(diǎn)孔加工，如圖9所示，即使不分開包裝也能做到蓋板1和蓋板2的數(shù)量嚴(yán)格配對，避免了批量件加工完成后全檢的巨大工作量，且從根源上解決了數(shù)量不匹配的錯(cuò)誤情況，該夾具使用后獲得車間操作人員以及檢驗(yàn)人員良好的評價(jià)。

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