PDC鉆頭的檢測(cè)與誤差原因解析

　　產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)包括首件檢測(cè)、工序檢測(cè)和出廠檢測(cè)。PDC鉆頭的技術(shù)要求很多, 包括幾何形狀、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材質(zhì)、熱處理及硬度等。檢驗(yàn)人員檢測(cè)時(shí)先從何處著手, 用哪些量具, 采用何種檢測(cè)手段, 是檢測(cè)工作中技術(shù)性很強(qiáng)的一個(gè)問(wèn)題。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量, 避免出現(xiàn)錯(cuò)檢、誤檢和漏檢, 檢驗(yàn)人員應(yīng)遵守程序，做好以下各方面工作。
　　1、 測(cè)前準(zhǔn)備
　　1.1、認(rèn)真讀懂圖紙
　　PDC鉆頭雖不算復(fù)雜，但曲面較多，既不規(guī)則且各曲面間夾角也不是90°，因而給圖紙的識(shí)讀帶來(lái)了一定難度，這就要求檢驗(yàn)人員要有較高的識(shí)圖能力，如圖1所示。
　　檢驗(yàn)人員要通過(guò)認(rèn)真閱讀圖紙，掌握零件的形體結(jié)構(gòu)和大小。 一般應(yīng)先分析主視圖, 然后按順序分析其它視圖。 同時(shí)要把各視圖由哪些表面組成, 如平面、圓柱面、圓弧面、螺旋面等, 組成表面的特征, 如孔、槽等, 它們之間的位置都要看懂、記清，尤其是要弄懂各曲面的形狀及之間的位置關(guān)系，準(zhǔn)確讀出金剛石復(fù)合片切削齒的縱向前角和徑向角。檢驗(yàn)人員要認(rèn)真看圖紙中的尺寸, 通過(guò)看尺寸, 可以了解零件的大小, 看尺寸要從長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)進(jìn)行分析, 要分清定形尺寸、定位尺寸、關(guān)鍵尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在關(guān)鍵尺寸中,根據(jù)公差精度、 表面粗糙度等級(jí)分析零件各尺寸的作用。有表面需熱處理的工序零件, 應(yīng)注意處理前后尺寸公差變化的情況。檢驗(yàn)人員還應(yīng)分析圖紙中的標(biāo)題欄， 標(biāo)題欄內(nèi)標(biāo)有所用零件名稱, 通過(guò)看標(biāo)題欄, 掌握零件所用材料規(guī)格、牌號(hào)和標(biāo)準(zhǔn), 從中分析材料的工藝性能, 以及對(duì)加工質(zhì)量的影響。工作中, 我曾遇到這樣一個(gè)問(wèn)題， 有一批PDC鉆頭表面粗糙度不好, 并且加工效率較低, 嚴(yán)重影響了產(chǎn)品精度與產(chǎn)品質(zhì)量。我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后, 通過(guò)調(diào)查，找到了問(wèn)題的原因是銑刀材料選擇不合適，后更換銑刀后，加工效率明顯提高，表面粗糙度又高。
　　1.2、掌握PDC鉆頭的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
　　我公司注冊(cè)的PDC鉆頭標(biāo)準(zhǔn)主要有MT/T 984-2006《煤礦用金剛石復(fù)合片錨桿鉆頭》、 MT/T 785-2008《金剛石復(fù)合片取芯鉆頭》和 MT/T 786-2008《金剛石復(fù)合片不取芯鉆頭》。標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)各種PDC鉆頭的技術(shù)要求和檢測(cè)方法都有詳細(xì)的規(guī)定，檢驗(yàn)人員要熟練掌握相關(guān)內(nèi)容，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
　　1.3、分析工藝文件
　　
　　工藝文件包括圖紙和工序簡(jiǎn)圖、工藝流程圖、工藝卡、工序卡、作業(yè)指導(dǎo)書、檢驗(yàn)指導(dǎo)書、關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點(diǎn)文件等，是公司職工加工、檢驗(yàn)PDC鉆頭的依據(jù)。檢驗(yàn)人員一定要認(rèn)真仔細(xì)閱讀相關(guān)工藝文件，按照加工順序，對(duì)每個(gè)工序加工的部位、尺寸、工序余量、工藝尺寸換算都要認(rèn)真審閱, 同時(shí)應(yīng)了解關(guān)鍵工序的裝夾方法, 定位基準(zhǔn)和所使用的設(shè)備、工裝夾具刀具等技術(shù)要求。要防止個(gè)別操作者自以為是，不按工藝中所制訂的工序加工, 從而造成PDC鉆頭的加工質(zhì)量不合格的后果，檢驗(yàn)人員在實(shí)際工作中應(yīng)注重這個(gè)問(wèn)題。
　　1.4、合理選用量具、確定測(cè)量方法
　　當(dāng)看清圖紙和工藝文件后, 下一步就是選取恰當(dāng)?shù)牧烤哌M(jìn)行PDC鉆頭檢測(cè)。根據(jù)被測(cè)工件的幾何形狀、尺寸大小、生產(chǎn)批量等選用。如測(cè)量直徑、高度等主要尺寸時(shí), 應(yīng)選用精度為0.02的游標(biāo)卡尺、高度尺等；測(cè)量帶公差的內(nèi)孔尺寸時(shí), 應(yīng)選用游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表或內(nèi)徑千分尺等；測(cè)量角度則必須用精度為2'的萬(wàn)能角度尺；檢測(cè)鉆頭切削齒的包絡(luò)園相對(duì)于螺紋軸線的徑向跳動(dòng)、鉆頭鋼體外圓面與螺紋的同軸度公差時(shí)，則要選用精度為0.01的百分表，并要在專用的測(cè)量工裝上進(jìn)行；鉆頭螺紋只能用特制的地質(zhì)行業(yè)鉆頭螺紋規(guī)來(lái)檢測(cè)。有些被測(cè)零件,用現(xiàn)有的量具不能直接檢測(cè), 這就要求檢驗(yàn)人員, 根據(jù)一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、書本理論知識(shí), 用現(xiàn)有的量具進(jìn)行整改, 或進(jìn)行一系列檢測(cè)工具的制作，如鉆頭螺紋規(guī)等。
　　2、檢測(cè)（測(cè)量）工作
　　2.1、合理選用測(cè)量基準(zhǔn)
　　測(cè)量基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)重合。在任選基準(zhǔn)時(shí), 要選用精度高, 能保證測(cè)量時(shí)穩(wěn)定可靠的部位作為檢驗(yàn)的基準(zhǔn)。 如測(cè)量同軸度、圓跳動(dòng)時(shí)，應(yīng)以鉆頭中心孔為基準(zhǔn)；測(cè)量垂直度應(yīng)以鉆頭底平面為基準(zhǔn)。
　　2.2、表面檢測(cè)
　　PDC鉆頭的破壞, 一般總是從表面層開(kāi)始的。 產(chǎn)品的性能, 尤其是它的可靠性和耐久性, 在很大程度上取決于零件表面層的質(zhì)量。 研究機(jī)械加工表面質(zhì)量的目的就是為了掌握機(jī)械加工中各種工藝因素對(duì)加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律, 以便運(yùn)用這些規(guī)律來(lái)控制加工過(guò)程, 最終達(dá)到改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的，如磕碰、劃傷、變形、裂紋等。
　　對(duì)釬焊后的PDC鉆頭，尤其要檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，釬焊應(yīng)飽滿、電焊焊縫不應(yīng)有裂紋和孔洞。同時(shí)要保證無(wú)殘留焊劑、焊渣，水槽、水眼光滑暢通。
　　對(duì)檢測(cè)的PDC鉆頭, 檢測(cè)完后, 都要認(rèn)真作記錄, 特別是半成品, 對(duì)合格品、返修品、報(bào)廢產(chǎn)品要分清, 并作上標(biāo)記, 以免混淆不清。
　　2.3、檢測(cè)尺寸公差
　　檢驗(yàn)人員測(cè)量PDC鉆頭時(shí)應(yīng)盡量采用直接測(cè)量法, 因?yàn)橹苯訙y(cè)量法比較簡(jiǎn)便, 無(wú)需繁瑣的計(jì)算，直接讀出測(cè)量數(shù)值，如測(cè)量PDC鉆頭的直徑等。對(duì)于有些無(wú)法直接測(cè)量的尺寸, 則需用間接測(cè)量, 間接測(cè)量方法比較麻煩, 有時(shí)需用繁瑣的函數(shù)計(jì)算, 計(jì)算時(shí)要細(xì)心, 不能少一個(gè)因素，如測(cè)量角度、錐度、孔心距等。當(dāng)檢查形狀復(fù)雜、尺寸較多的PDC鉆頭時(shí), 測(cè)量前應(yīng)先列一個(gè)清單, 把需要測(cè)量的尺寸按序號(hào)全部列出來(lái), 測(cè)量時(shí)按照清單上的尺寸逐一測(cè)量, 并將測(cè)量結(jié)果直接填入“實(shí)際尺寸”一欄。待測(cè)量完后, 根據(jù)清單匯總的尺寸判斷零件合格與否，這樣既不會(huì)漏掉一個(gè)尺寸, 又能保證檢測(cè)質(zhì)量。2.4、檢測(cè)形位公差
　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了14 種不同的形狀和位置公差項(xiàng)目，每一PDC鉆頭都根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)其中的某幾項(xiàng)形狀和位置公差提出具體要求。檢驗(yàn)人員在測(cè)量形位公差時(shí), 要注意應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如PDC取芯鉆頭和不取芯鉆頭都要檢測(cè)鉆頭切削齒的包絡(luò)園相對(duì)于螺紋軸線的徑向跳動(dòng)、鉆頭鋼體外圓面與螺紋的同軸度公差以及鉆頭鋼體端面與螺紋軸線的垂直度公差等。
　　3、測(cè)量誤差與原因分析
　　測(cè)量過(guò)程中, 影響所得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素非常多。測(cè)量誤差可以分為三大類：隨機(jī)誤差、粗大誤差、系統(tǒng)誤差。
　　3.1、隨機(jī)誤差
　　在相同條件下, 測(cè)量同一量時(shí)誤差的大小和方向都是變化的, 而且沒(méi)有變化的規(guī)律, 這種誤差就是隨機(jī)誤差。引起隨機(jī)誤差的原因有量具或者量?jī)x各部分的間隙和變形、測(cè)量力的變化、 目測(cè)或者估計(jì)的判斷誤差。消除的方法主要是從誤差根源予以消除(減小溫度波動(dòng)、控制測(cè)量力等) , 還可以按照正態(tài)分布概率估算隨機(jī)誤差的大小。
　　3.2、粗大誤差
　　粗大誤差是明顯歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。造成這種誤差的原因是測(cè)量時(shí)精力不集中、疏忽大意, 比如測(cè)量人員疏忽造成的讀數(shù)誤差、記錄誤差、計(jì)算誤差,以及其他外界的不正常的干擾因素。含有粗大誤差的測(cè)量值叫做壞值, 應(yīng)該剔除不用。
　　3.3、系統(tǒng)誤差
　　在相同條件下, 重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)誤差的大小和方向保持不變, 或者測(cè)量時(shí)條件改變, 誤差按照一定的規(guī)律變化, 這種誤差為系統(tǒng)誤差。引起系統(tǒng)誤差的原因有量具或者量?jī)x的刻度不準(zhǔn)確, 校正量具或者量?jī)x的校正工具有誤差, 精密測(cè)量時(shí)的溫度沒(méi)有在20°C。消除系統(tǒng)誤差方法有, 測(cè)量前必須對(duì)所有計(jì)量器具進(jìn)行檢定, 應(yīng)當(dāng)對(duì)照規(guī)程進(jìn)行修正消除誤差。另外, 保證刻度對(duì)準(zhǔn)零位,每次測(cè)量前, 仔細(xì)檢查計(jì)量器具, 保證足夠的準(zhǔn)確性，以滿足使用要求。
　　4、檢驗(yàn)工具的要求
　　在對(duì)各種PDC鉆頭的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度等進(jìn)行檢測(cè)時(shí), 為了能夠準(zhǔn)確、合理、快捷測(cè)量，可用適當(dāng)?shù)耐ㄓ脵z驗(yàn)工具和專用的檢驗(yàn)工具量具配合使用。檢驗(yàn)工具和量具要進(jìn)行等溫后才可以進(jìn)行測(cè)量, 檢驗(yàn)工具不可以放在高的溫度環(huán)境以及有高的磁場(chǎng)中，以免變形、磁化、銹蝕，以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證我公司生產(chǎn)的PDC鉆頭的產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到出廠合格率100%的質(zhì)量目標(biāo)。