掌握 CNC 加工质量控制：精度和可靠性分步指南

质量保证的世界是一堆字母缩写：QA、PPAP、APQP、CMM、PSW 等。

本文解释了其中的许多内容。更重要的是，它探讨了每个因素对于 CNC 加工质量控制的重要性。它还说明了对质量标准的关注如何带来明显的优势，尤其是在运行多个并发项目时。

单独使用计算机数控 (CNC) 机器无法达到所需的精度、速度和可重复性，并且无法对产品进行质量“测试”。有效的质量保证只有通过经过验证的流程和高能力的质量保证 (QA) 团队才能实现。

其工作原理如下：

第 1 步：零件生产从设计审核开始

采购订单和最终图纸获得批准后，质量控制流程正式开始于印刷审核并获得以下问题的答案：

• 客户设计可以制造吗？ 
• 是否可以达到规定的公差？ 
• 当前的测量设备是否能够准确检查印刷品上的所有特征？

只有这样，QA 和工程团队才会开始高级产品质量规划 (APQP) 流程。对于新设计，与客户和铸造供应商携手开发新零件的团队可能需要额外的前期工作。他们共同审查设计和制造流程，以优化产品功能并最大限度地降低成本。

第 2 步：质量引领生产，顺利启动

APQP 流程持续进行，工程团队设计夹具、创建程序并选择工具，而 QA 团队则执行分析并创建检查以验证工程和生产。两个团队共同努力实现精确生产和满意客户的共同目标。
使用多种工具来分析、控制和文档生成，包括：

• 产品控制计划 (PCP) — 列出所有客户规格、制造工艺步骤以及每个步骤的质量控制
• 故障模式影响分析 (FMEA) - 用于了解加工过程和控制，并最大限度地降低缺陷风险
• 工艺流程图 (PFD) — 概述了检查的制造过程  

这些是最重要的可交付成果：

• 首件检验 (FAI) ——定义了所有规范；每次设置新作业来生产零件时都会检查
• 运营商审核表 (OAS) — 列出操作员在生产过程中完成的所有检查
• 新仪表 — 根据需要订购
• 坐标测量机 (CMM) - 一种精密测量仪器，用于测量和验证位置和特征
• 供应商质量要求 (SQR) - 确保任何疑问和问题都得到沟通和解决
• 工程设计 — 由质量工程师 (QE) 审核

第 3 步：生产样品

第一个生产样品受到特别关注。在生产设置作业并运行第一件后，操作员完成 FAI，并将该零件交给与操作员和工程人员合作的 QA 团队，如果有以下特征：

• 超出容忍范围 — 例如，需要一个 5 英寸直径的孔，公差为 +- 0.001 英寸。如果孔径为 4.9980”，则说明它太小且超出公差范围
• 在公差范围内，但超出标称值 — 例如，对于相同的 5 英寸直径孔，切割尺寸始终为 4.9991 英寸、4.9992 英寸、4.9991 英寸等。目标是使该尺寸更接近 5.000 英寸 +- 0.0002 英寸（而不是 4.9992 英寸 +-0.0002 英寸）

零件通过 FAI 和 CMM 检查后，将完成初始样品检验报告 (ISIR)，其中包括零件的完整尺寸布局，以验证打印规格。另外，图纸上的每个尺寸都会被测量和记录。

接下来，QA 签署零件生产审批流程。生产了许多生产样品（通常为 30 件），并检查了 3 件的 ISIR（第一件加上另外两个样品，通常从运行的中间和结束时采集）。

速览： Stecker Machine 发货零件的成功率为 99.99%

第 4 步：零件提交保证书 (PSW)

样品通过 ISIR 并完成后，将最终确定并提交零件提交保证书。样品用于测量过程能力（过程在规格限制内创建产品的能力）。此时，测量仪器的重复性和再现性，确保测量仪器的准确性。

然后完成整个零件生产批准流程 (PPAP) 文档包并连同签署的保证书一起提交。

速览： Stecker Machine 准时率和批准率均达到 100%

质量团队是新零件生产的关键

数控加工零件的质量保证过程常常被视为“质量保证与生产”，但这两者可以（而且应该）是互补的。质量不应该阻碍生产。

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经验丰富的 QA 团队在顺利启动 PPAP 时平衡这两个目标。 Stecker Machine 的团队由 20 名成员组成，包括审核员、技术人员、工程师、程序员和系统协调员。该团队涵盖各个专业，但所有人都齐心协力，确保生产符合客户规格。

Stecker Machine 经常同时推出多个新部件，让 QA 团队面临考验。  时间安排通常很紧张，资源需要经过精心管理和调整，并且需要几个人来完成具有全维度布局的许多 ISIR。任何进度和人力瓶颈都由 CMM 程序员、技术人员、经理，甚至机械师学徒来处理。

对于一个特定项目，Stcker Machine 将用于 FAI 零件的三个常用 CMM 扩展到第四个（另外七个用于循环中零件）。这需要调整生产抽样计划，主要是确定稳定且可以减少测试频率的生产部件。生产废品没有增加，进度保持不变。

Stecker 的 QA 团队凭借一点创造力和大量的努力，在保持质量的同时同时生产了 30 多个新零件。这种动力和专注最终满足（并超越）客户需求。

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关于作者

Brian 领导 Stecker Machine 的质量部门，负责新产品先期产品质量规划 (APQP)，以及实施和遵循 ISO 9001 和 IATF 19649 质量管理体系。他和他的团队完成了控制计划和审核，确保所有产品符合严格的客户规格。 Brian 在 SMC 中一路晋升，从 CMM 程序员到质量工程师再到质量经理。