PDC鉆頭的檢測與誤差解析

　　產品質量檢測包括首件檢測、工序檢測和出廠檢測。PDC鉆頭的技術要求很多, 包括幾何形狀、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材質、熱處理及硬度等。檢驗人員檢測時先從何處著手, 用哪些量具, 采用何種檢測手段, 是檢測工作中技術性很強的一個問題。為了保證產品質量, 避免出現錯檢、誤檢和漏檢, 檢驗人員應遵守程序，做好以下各方面工作。
　　1、 測前準備
　　1.1、認真讀懂圖紙
　　PDC鉆頭雖不算復雜，但曲面較多，既不規則且各曲面間夾角也不是90°，因而給圖紙的識讀帶來了一定難度，這就要求檢驗人員要有較高的識圖能力，如圖1所示。
　　檢驗人員要通過認真閱讀圖紙，掌握零件的形體結構和大小。 一般應先分析主視圖, 然后按順序分析其它視圖。 同時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系，準確讀出金剛石復合片切削齒的縱向前角和徑向角。檢驗人員要認真看圖紙中的尺寸, 通過看尺寸, 可以了解零件的大小, 看尺寸要從長、寬、高三個方向的設計基準進行分析, 要分清定形尺寸、定位尺寸、關鍵尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在關鍵尺寸中,根據公差精度、 表面粗糙度等級分析零件各尺寸的作用。有表面需熱處理的工序零件, 應注意處理前后尺寸公差變化的情況。檢驗人員還應分析圖紙中的標題欄， 標題欄內標有所用零件名稱, 通過看標題欄, 掌握零件所用材料規格、牌號和標準, 從中分析材料的工藝性能, 以及對加工質量的影響。工作中, 我曾遇到這樣一個問題， 有一批PDC鉆頭表面粗糙度不好, 并且加工效率較低, 嚴重影響了產品精度與產品質量。我發現問題后, 通過調查，找到了問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鉆頭的國家及行業標準
　　我公司注冊的PDC鉆頭標準主要有MT/T 984-2006《煤礦用金剛石復合片錨桿鉆頭》、 MT/T 785-2008《金剛石復合片取芯鉆頭》和 MT/T 786-2008《金剛石復合片不取芯鉆頭》。標準中針對各種PDC鉆頭的技術要求和檢測方法都有詳細的規定，檢驗人員要熟練掌握相關內容，并嚴格按照標準執行。
　　1.3、分析工藝文件
　　
　　工藝文件包括圖紙和工序簡圖、工藝流程圖、工藝卡、工序卡、作業指導書、檢驗指導書、關鍵工序質量控制點文件等，是公司職工加工、檢驗PDC鉆頭的依據。檢驗人員一定要認真仔細閱讀相關工藝文件，按照加工順序，對每個工序加工的部位、尺寸、工序余量、工藝尺寸換算都要認真審閱, 同時應了解關鍵工序的裝夾方法, 定位基準和所使用的設備、工裝夾具刀具等技術要求。要防止個別操作者自以為是，不按工藝中所制訂的工序加工, 從而造成PDC鉆頭的加工質量不合格的后果，檢驗人員在實際工作中應注重這個問題。
　　1.4、合理選用量具、確定測量方法
　　當看清圖紙和工藝文件后, 下一步就是選取恰當的量具進行PDC鉆頭檢測。根據被測工件的幾何形狀、尺寸大小、生產批量等選用。如測量直徑、高度等主要尺寸時, 應選用精度為0.02的游標卡尺、高度尺等；測量帶公差的內孔尺寸時, 應選用游標卡尺、內徑百分表或內徑千分尺等；測量角度則必須用精度為2'的萬能角度尺；檢測鉆頭切削齒的包絡園相對于螺紋軸線的徑向跳動、鉆頭鋼體外圓面與螺紋的同軸度公差時，則要選用精度為0.01的百分表，并要在專用的測量工裝上進行；鉆頭螺紋只能用特制的地質行業鉆頭螺紋規來檢測。有些被測零件,用現有的量具不能直接檢測, 這就要求檢驗人員, 根據一定的實踐經驗、書本理論知識, 用現有的量具進行整改, 或進行一系列檢測工具的制作，如鉆頭螺紋規等。
　　2、檢測（測量）工作
　　2.1、合理選用測量基準
　　測量基準應盡量與設計基準、工藝基準重合。在任選基準時, 要選用精度高, 能保證測量時穩定可靠的部位作為檢驗的基準。 如測量同軸度、圓跳動時，應以鉆頭中心孔為基準；測量垂直度應以鉆頭底平面為基準。
　　2.2、表面檢測
　　PDC鉆頭的破壞, 一般總是從表面層開始的。 產品的性能, 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量。 研究機械加工表面質量的目的就是為了掌握機械加工中各種工藝因素對加工表面質量影響的規律, 以便運用這些規律來控制加工過程, 最終達到改善表面質量、提高產品使用性能的目的，如磕碰、劃傷、變形、裂紋等。
　　對釬焊后的PDC鉆頭，尤其要檢驗焊縫質量，釬焊應飽滿、電焊焊縫不應有裂紋和孔洞。同時要保證無殘留焊劑、焊渣，水槽、水眼光滑暢通。
　　對檢測的PDC鉆頭, 檢測完后, 都要認真作記錄, 特別是半成品, 對合格品、返修品、報廢產品要分清, 并作上標記, 以免混淆不清。
　　2.3、檢測尺寸公差
　　檢驗人員測量PDC鉆頭時應盡量采用直接測量法, 因為直接測量法比較簡便, 無需繁瑣的計算，直接讀出測量數值，如測量PDC鉆頭的直徑等。對于有些無法直接測量的尺寸, 則需用間接測量, 間接測量方法比較麻煩, 有時需用繁瑣的函數計算, 計算時要細心, 不能少一個因素，如測量角度、錐度、孔心距等。當檢查形狀復雜、尺寸較多的PDC鉆頭時, 測量前應先列一個清單, 把需要測量的尺寸按序號全部列出來, 測量時按照清單上的尺寸逐一測量, 并將測量結果直接填入“實際尺寸”一欄。待測量完后, 根據清單匯總的尺寸判斷零件合格與否，這樣既不會漏掉一個尺寸, 又能保證檢測質量。2.4、檢測形位公差
　　國家標準中規定了14 種不同的形狀和位置公差項目，每一PDC鉆頭都根據實際需要，對其中的某幾項形狀和位置公差提出具體要求。檢驗人員在測量形位公差時, 要注意應按國家標準執行，如PDC取芯鉆頭和不取芯鉆頭都要檢測鉆頭切削齒的包絡園相對于螺紋軸線的徑向跳動、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、測量誤差與原因分析
　　測量過程中, 影響所得的數據準確性的因素非常多。測量誤差可以分為三大類：隨機誤差、粗大誤差、系統誤差。
　　3.1、隨機誤差
　　在相同條件下, 測量同一量時誤差的大小和方向都是變化的, 而且沒有變化的規律, 這種誤差就是隨機誤差。引起隨機誤差的原因有量具或者量儀各部分的間隙和變形、測量力的變化、 目測或者估計的判斷誤差。消除的方法主要是從誤差根源予以消除(減小溫度波動、控制測量力等) , 還可以按照正態分布概率估算隨機誤差的大小。
　　3.2、粗大誤差
　　粗大誤差是明顯歪曲測量結果的誤差。造成這種誤差的原因是測量時精力不集中、疏忽大意, 比如測量人員疏忽造成的讀數誤差、記錄誤差、計算誤差,以及其他外界的不正常的干擾因素。含有粗大誤差的測量值叫做壞值, 應該剔除不用。
　　3.3、系統誤差
　　在相同條件下, 重復測量同一量時誤差的大小和方向保持不變, 或者測量時條件改變, 誤差按照一定的規律變化, 這種誤差為系統誤差。引起系統誤差的原因有量具或者量儀的刻度不準確, 校正量具或者量儀的校正工具有誤差, 精密測量時的溫度沒有在20°C。消除系統誤差方法有, 測量前必須對所有計量器具進行檢定, 應當對照規程進行修正消除誤差。另外, 保證刻度對準零位,每次測量前, 仔細檢查計量器具, 保證足夠的準確性，以滿足使用要求。
　　4、檢驗工具的要求
　　在對各種PDC鉆頭的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度等進行檢測時, 為了能夠準確、合理、快捷測量，可用適當的通用檢驗工具和專用的檢驗工具量具配合使用。檢驗工具和量具要進行等溫后才可以進行測量, 檢驗工具不可以放在高的溫度環境以及有高的磁場中，以免變形、磁化、銹蝕，以確保檢測的準確性，進而保證我公司生產的PDC鉆頭的產品質量，達到出廠合格率100%的質量目標。