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机械制造过程中的精度控制与质量保证

严德勇 常家榕

大明重工有限公司过程装备分公司,江苏靖江,214500

摘要: 在机械制造领域,精度控制与质量保证是确保产品可靠性和市场竞争力的基石。随着技术的不断进步和市场需求的日益严苛,对机械产品的精度和质量要求也越来越高。精度控制不仅涉及到产品的尺寸和形状的精确度,还包括了加工过程中的稳定性和一致性,而质量保证则是通过系统化的管理和控制手段,确保产品和服务能够持续满足甚至超越客户的期望。本文旨在探讨机械制造过程中精度控制的重要性、实施策略以及质量保证体系的建立与执行,旨在为机械制造业提供一套科学、系统的理论和实践指导,以提升整体制造水平和产品质量。
关键词: 机械制造;精度控制;质量保证;质量管理
DOI:10.12721/ccn.2024.157101
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0引言

对于现代工业的发展来说,精密机械制造是较为核心的技术,其在汽车、轮船、航空、医疗器械等领域有着广泛的应用,对国家竞争力的提升有着非常重要的作用。在科技持续发展的背景下,如何实现机械制造过程中的精度控制与质量保证是至关重要的一环,能够进一步提升整体制造水平,满足用户对精密机械产品的高品质需求。

1机械制造精度控制的理论基础

1.1精度控制的定义和重要性

精度控制涉及确保机械零件的尺寸、形状和位置精度达到设计要求的过程。它决定了最终产品的质量、性能和可靠性,并直接影响制造成本和产品的市场竞争力。精度控制包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个主要方面。尺寸精度关注加工件尺寸与设计尺寸的偏差,形状精度涉及加工件与其设计要求之间的形状误差,位置精度则关乎加工件实际位置与设计位置的匹配程度。高精度的产品能够确保装配的顺利进行、工作的稳定性,甚至影响整个机械系统的效能。反之,精度不达标的零件可能导致装配困难、工作不稳定,甚至使整个系统失效。

1.2精度控制的关键要素

影响机械制造精度的因素有很多,主要包括材料、设计、工艺等方面。材料的特性,如硬度、延展性和热膨胀系数,会直接影响加工过程中的尺寸变化和形状保持。设计阶段需要考虑零件的功能以及使用要求,确定相应的精度要求,并考虑到材料特性、工艺可行性以及成本等因素,制定合理的设计要求。工艺选择和操作技术的掌握对产品的精度控制至关重要,包括加工参数的控制,如切削速度、进给速度和切削深度等等,以及对加工过程中各种因素的监控和管理,如温度、润滑、刀具磨损等。此外,测量与检验也是精度控制中不可或缺的重要环节,通过使用精密测量工具和设备对加工过程中的零件进行实时监测和检验,以保证其尺寸和形状符合设计要求。

2机械制造过程中的精度控制技术

2.1传统精度控制方法

传统精度控制技术主要依赖于手工测量和机械量仪。手工测量涉及使用卡尺、千分尺、量规等工具直接对工件进行测量,这种方法虽然较为直观,但是效率低下,且容易受到人为误差的影响。机械量仪则包括比较测量仪和投影仪等,它们通过放大工件的图像来提高测量的准确性,但仍然需要人工操作和解读结果。

2.2现代精度控制技术

现代精度控制技术的发展极大地提高了测量的速度和准确性。数控测量技术通过计算机程序控制测量过程,自动化程度高,减少了人为干预,提高了测量的一致性和可靠性。激光扫描技术利用激光光束对物体表面进行扫描,快速获取物体的三维数据,适用于复杂形状的工件测量,具有高精度和高效率的特点。三坐标测量机(CMM)是一种高精度的测量设备,其能够在三个相互垂直的方向上测量工件的尺寸和几何形状,通过计算机辅助误差修正技术(CAA)保证系统的长期稳定性和高精度。这些技术的应用,使得机械制造过程中的精度控制更加精确和高效,从而提高了产品质量和生产效率。

3质量保证体系的建立与实施

3.1质量保证体系概述

ISO 9001是国际标准化组织(ISO)制定的一系列质量管理体系核心标准之一,广泛应用于机械制造业中。它为组织提供了一套建立、实施、维护和改进质量管理体系的框架,确保产品和服务能够持续满足顾客和适用法律法规的要求。ISO 9001标准强调了质量管理的七项原则,包括以顾客为关注焦点、领导作用、全员参与、过程方法、改进、事实依据的决策和互利的供应商关系,这些原则是构建和维护质量管理体系的重要基石。

3.2质量控制流程

质量控制流程覆盖了从原材料检验到成品出厂的整个生产过程,确保每个环节都能达到预定的质量标准。以下是详细的流程:

(1)确定质量标准:基于市场需求、客户要求和行业规范,明确产品的功能、性能、外观和可靠性等方面的质量要求,为后续的质量控制工作奠定基础。

(2)制定质量控制计划:包括确定质量控制的目标和要求、制定质量控制的流程和方法、明确质量控制的责任和权限。这个计划是质量控制的具体操作指南,确保每个步骤都有明确的执行标准和方法。

(3)原材料质量控制:选择可靠的供应商并进行入厂检验,包括外观、尺寸、化学成分等方面的检测,确保原材料的质量稳定性和可靠性。

(4)在制品质量控制:关注生产过程中的各个阶段,通过过程控制计划、关键质量特性的监控、以及生产过程中的检验和测试,确保半成品在转化为成品的过程中保持质量。

(5)成品检验与测试:成品检验与测试是质量控制的最后环节,包括对产品的外观、尺寸、性能和安全性进行全面检查,确保产品在交付给客户之前满足所有质量要求。

(6)统计过程控制(SPC)的应用:SPC通过统计方法识别生产过程中的随机波动和系统性偏差,通过收集数据并绘制控制图,判断过程是否处于统计控制状态,从而有效预防质量问题的发生。

通过以上这些流程,机械制造企业能够建立起一套完善的质量保证体系,从源头到成品出厂,全方位控制产品质量,提升客户满意度,增强市场竞争力。

3.3质量改进工具

在机械制造行业中,质量保证体系的建立与实施是确保产品和服务质量符合国际标准和客户需求的关键环节。

六西格玛(6σ) 是一种旨在减少产品缺陷和提高质量的方法理论,它通过DMAIC(定义Define、测量Measure、分析Analyze、改进Improve、控制Control)项目管理框架来实施。六西格玛通过识别和消除缺陷的原因,减少变异,提高过程能力,从而实现更高的客户满意度和业务成果。六西格玛项目通常由跨职能团队执行,团队成员接受专业培训,能够运用统计工具和技术来分析和改进流程。

全面质量管理(TQM) 是一个组织以质量为中心,以全员参与为基础,目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。TQM强调预防为主,处理质量问题为辅,通过完善的流程管理,预防质量问题的发生。TQM的核心在于持续改进,它涉及新设计的控制、进厂材料的控制、产品的控制和专题研究。TQM的实施可以提高产品质量、改善产品设计、加速生产流程、鼓舞员工士气和增强质量意识。

这些质量改进工具的应用,不仅有助于提升产品和服务的质量,还能增强企业的市场竞争力。六西格玛和TQM都是经过实践验证的有效工具,能够帮助企业系统地识别和解决质量问题,实现持续的质量改进。通过这些工具的应用,企业能够更好地满足客户需求,提高客户满意度,从而在激烈的市场竞争中保持足够的优势。

4结语

综上所述,机械制造过程中的精度控制与质量保证是提升产品竞争力、满足客户需求和实现可持续发展的关键。通过精确的工艺设计、先进的测量技术、严格的质量管理体系以及持续的质量改进工具的应用,机械制造业能够确保产品的高精度和卓越质量。这不仅能够增强企业的市场地位,还能够为用户带来更多的价值。随着技术的不断进步和创新,精度控制与质量保证将继续成为机械制造业发展的焦点。未来,我们期待更多的创新技术和管理理念能够被引入到这一领域,以实现更高效、更智能的制造过程,推动整个行业向更高的质量标准迈进。

参考文献

[1]郭大伟.现代机械制造工艺和精密加工技术研究[J].中国设备工程,2023,(13):100-102.

[2]王波,贺兆正.机械模具加工制造的精度控制技术措施[J].产业创新研究,2023,(04):141-143.