航空航天零部件制造过程中常见的人为差错如何避免？这有妙招

1.防错技术概念及特点

人是数控加工过程中创造性最强的因素，同时也是制造过程中稳定性最差的因素，人的不可控因素很多，不像数控设备，只要把正确的程序输入进去，就能顺利完成成千上万件产品的加工。反思我们的航空航天类产品，因复杂性和高精度性，以及属于典型单件、小批量的离散制造，在制造过程中容易出现各种人为错误，说明了防错技术在航空航天制造领域没有有效地应用。

通常情况下，在产品研发试制阶段，很少出现低级的人为错误，因为研发阶段人的紧张程度较高，加工过程中较为谨慎及规范；而定型后的小批量化制造加工中，由于人的紧张程度有所减缓，以及习惯性思维作用，一些图样、工艺和程序及操作常常被忽略，就容易发生一些低级错误，在零件制造过程中带来严重后果，轻则产品不合格或报废，重则发生人身、设备的安全事故。2.防错技术在数控加工现场的应用

第一次就正确地把合格零件加工出来是每个制造人员的不懈追求，然而航空航天产品零件属于典型的单件小批量离散制造，单件小批量模式下的制造就决定了制造过程的复杂性，且受人的技能、耐心和情绪等影响较大。因此，有必要对航空航天产品零件制造过程的防错控制进行研究。

（1）程序防错

通过增加设置有效的标记工序以及一步步的跟踪，可以解决习惯性操作带来的错误，这是一种基础的防错技术，而且是简单易行的技术手段。在壳体类零件加工制造过程中基于误差均分的原理，工件原点一般都设置在壳体零件的几何中心位置，但是对于某些零件，尺寸公差偏向某一方向时对安装和使用有利，为了防止操作人员在加工过程中习惯性将工件原点设置在几何中心，需在加工界面添加防错标示语句。如图1所示，一般情况下，都将原点设置在零件外形的几何中心位置处以均分X和Y向的制造误差，但在图2情况下，用户对尺寸5.5mm有明确要求，在总厚度尺寸公差范围＞尺寸5.5mm的公差范围情况下，就需将工件原点偏移至一个方向以避免尺寸5.5mm超差。图1常用加工原点图2有特殊要求的加工原点

（2）标记防错

现阶段的数控加工一般都是编程人员利用编程软件编制数控加工程序，操作人员调用程序即可加工，利用标记防错既能够防止操作人员加工时因忙碌或者打断而在寻边找正时找错加工原点、装错加工刀具和工装位置方向偏移的问题，又可以防止程序编制人员设定的刀具与机床刀库上设定的刀号不一致，以及程序给定的坐标原点与操作人员利用寻边器寻边找的坐标原点不一致等问题。通过在产品待加工区域上生成标记以防止人为失误，能够有效避免类似问题的产生。在加工常见的壳体类零件时，防错标记可以取在壳体毛坯上、腔内的待去除材料或者边角余料上，一般利用粗铣刀铣一个宽12mm、深3mm的防错标记浅槽，每次在寻边找正及调用一个新的程序后，都要在加工的开始阶段在待铣去材料上铣出一个防错标记槽，作为检验前面的系列操作是否正确的方法，防错标记槽能够有效避免由于操作人员因寻边错误而导致工件报废的错误，避免产品报废及可能产生的安全事故。

（3）优化工艺路线防错

壳体类零件有较多结构要素近似对称且形状相似，很难区分，而执行生产任务的数控设备主要是三轴立式加工中心，一般只能加工垂直于主轴方向的结构要素，如图3所示，共5个面有结构要素，至少需装夹5次才能完成数控加工，在量产过程中难以区分方向，导致装夹方向错误，如下图零件由于加工中心刀库容量有限，左右两侧的M5x0.5mm螺纹孔一般需钳工加工，且由于零件空间有限，该孔距与底腔有轻微干涉，必须先将该螺纹孔加工到位后才开始加工腔体内部。

图3左右结构相似的零件原来的加工顺序（见图4）为加工中心按左视图点出螺纹孔位→加工中心按右视图点出螺纹孔位→钳工钻孔攻螺纹加工左右视图的M5×0.5mm螺纹孔→加工中心按仰视图加工→加工中心按后视图加工→加工中心按主视图加工→加工完成。由于左右两侧螺纹孔近似对称，两边仅有0.5mm差距，操作人员在使用量具专门测量时都容易弄错，在实际小批量加工时更加难以区分左右视图的方向，经常出现装夹方向错误导致的产品报废，通过调整优化加工顺序（见图5），加工中心按仰视图加工→加工中心按左视图点出螺纹孔位→加工中心按右视图点出螺纹孔位→钳工钻孔攻螺纹加工左右视图的M5×0.5mm螺纹孔→加工中心按后视图加工→加工中心按主视图加工→加工完成。工艺路线优化后，由于仰视图首先被加工出来，该图明显不对称，在加工左右视图时以仰视图作为装夹方向的参照，操作人员就不再容易弄错装夹方向。图4原来加工顺序

图5采用防错技术的加工顺序（4）设计夹具防错

外壳类零件一般都含一件壳体及上下两块1mm左右的盖板，壳体内部装有各种元器件及接插件，盖板通过螺钉压紧在壳体上确保密封，有些外壳上下两块盖板外形尺寸相同，仅有部分螺钉孔的位置不同，如图6、图7所示。图6上盖板

图7下盖板上下两块盖板外形尺寸完全相同，仅在中间有一处孔位上盖板为22.5mm，下盖板为25.5mm，有3mm的差距，其余孔位大小和位置尺寸完全一样，在不经特别提醒的情况下很难发现不同之处。现阶段盖板的机械加工工艺流程一般为：按图样厚度备料→线切割切四周外形→加工中心点出孔位→钳工按图钻孔沉孔达图样要求。线切割加工出外形后由于孔位还没有加工出来，两种零件完全相同，在加工过程中难以区分，两种盖板在一起加工经常出现上下盖板总数量是正确的，但是两种盖板数量不同情况，若一种盖板多一件，则另种盖板就会少一件，批产时仅靠抽样检验很难察觉这类问题，必须全检才能发现。经过分析，可能是同时加工过程没有隔离的原因，经过分开包装，分开加工的改进后，情况有所好转，但还是偶尔会出现两种盖板不一致的情况，再次分析原因，可能是分开包装时数量数错，为了彻底解決该问题，设计同步加工夹具，如图8所示。

图8盖板点孔夹具

图9两种盖板同步加工示意使用该夹具后，一次装夹同时完成盖板1和盖板2的点孔加工，如图9所示，即使不分开包装也能做到盖板1和盖板2的数量严格配对，避免了批量件加工完成后全检的巨大工作量，且从根源上解决了数量不匹配的错误情况，该夹具使用后获得车