PDC钻头检测与误差原因

   产品质量检测包括首件检测、工序检测和出厂检测。PDC钻头的技术要求很多, 包括几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质、热处理及硬度等。检验人员检测时先从何处着手, 用哪些量具, 采用何种检测手段, 是检测工作中技术性很强的一个问题。为了保证产品质量, 避免出现错检、误检和漏检, 检验人员应遵守程序，做好以下各方面工作。
　　1、 测前准备
　　1.1、认真读懂图纸
　　PDC钻头虽不算复杂，但曲面较多，既不规则且各曲面间夹角也不是90°，因而给图纸的识读带来了一定难度，这就要求检验人员要有较高的识图能力，如图1所示。
　　检验人员要通过认真阅读图纸，掌握零件的形体结构和大小。 一般应先分析主视图, 然后按顺序分析其它视图。 同时要把各视图由哪些表面组成, 如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等, 组成表面的特征, 如孔、槽等, 它们之间的位置都要看懂、记清，尤其是要弄懂各曲面的形状及之间的位置关系，准确读出金刚石复合片切削齿的纵向前角和径向角。检验人员要认真看图纸中的尺寸, 通过看尺寸, 可以了解零件的大小, 看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析, 要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度、 表面粗糙度等级分析零件各尺寸的作用。有表面需热处理的工序零件, 应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏， 标题栏内标有所用零件名称, 通过看标题栏, 掌握零件所用材料规格、牌号和标准, 从中分析材料的工艺性能, 以及对加工质量的影响。工作中, 我曾遇到这样一个问题， 有一批PDC钻头表面粗糙度不好, 并且加工效率较低, 严重影响了产品精度与产品质量。我发现问题后, 通过调查，找到了问题的原因是铣刀材料选择不合适，后更换铣刀后，加工效率明显提高，表面粗糙度又高。
　　1.2、掌握PDC钻头的国家及行业标准
　　我公司注册的PDC钻头标准主要有MT/T 984-2006《煤矿用金刚石复合片锚杆钻头》、 MT/T 785-2008《金刚石复合片取芯钻头》和 MT/T 786-2008《金刚石复合片不取芯钻头》。标准中针对各种PDC钻头的技术要求和检测方法都有详细的规定，检验人员要熟练掌握相关内容，并严格按照标准执行。
　　1.3、分析工艺文件
　　
　　工艺文件包括图纸和工序简图、工艺流程图、工艺卡、工序卡、作业指导书、检验指导书、关键工序质量控制点文件等，是公司职工加工、检验PDC钻头的依据。检验人员一定要认真仔细阅读相关工艺文件，按照加工顺序，对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅, 同时应了解关键工序的装夹方法, 定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。要防止个别操作者自以为是，不按工艺中所制订的工序加工, 从而造成PDC钻头的加工质量不合格的后果，检验人员在实际工作中应注重这个问题。
　　1.4、合理选用量具、确定测量方法
　　当看清图纸和工艺文件后, 下一步就是选取恰当的量具进行PDC钻头检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量直径、高度等主要尺寸时, 应选用精度为0.02的游标卡尺、高度尺等；测量带公差的内孔尺寸时, 应选用游标卡尺、内径百分表或内径千分尺等；测量角度则必须用精度为2'的万能角度尺；检测钻头切削齿的包络园相对于螺纹轴线的径向跳动、钻头钢体外圆面与螺纹的同轴度公差时，则要选用精度为0.01的百分表，并要在专用的测量工装上进行；钻头螺纹只能用特制的地质行业钻头螺纹规来检测。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测, 这就要求检验人员, 根据一定的实践经验、书本理论知识, 用现有的量具进行整改, 或进行一系列检测工具的制作，如钻头螺纹规等。
　　2、检测（测量）工作
　　2.1、合理选用测量基准
　　测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时, 要选用精度高, 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。 如测量同轴度、圆跳动时，应以钻头中心孔为基准；测量垂直度应以钻头底平面为基准。
　　2.2、表面检测
　　PDC钻头的破坏, 一般总是从表面层开始的。 产品的性能, 尤其是它的可靠性和耐久性, 在很大程度上取决于零件表面层的质量。 研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律, 以便运用这些规律来控制加工过程, 最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的，如磕碰、划伤、变形、裂纹等。
　　对钎焊后的PDC钻头，尤其要检验焊缝质量，钎焊应饱满、电焊焊缝不应有裂纹和孔洞。同时要保证无残留焊剂、焊渣，水槽、水眼光滑畅通。
　　对检测的PDC钻头, 检测完后, 都要认真作记录, 特别是半成品, 对合格品、返修品、报废产品要分清, 并作上标记, 以免混淆不清。
　　2.3、检测尺寸公差
　　检验人员测量PDC钻头时应尽量采用直接测量法, 因为直接测量法比较简便, 无需繁琐的计算，直接读出测量数值，如测量PDC钻头的直径等。对于有些无法直接测量的尺寸, 则需用间接测量, 间接测量方法比较麻烦, 有时需用繁琐的函数计算, 计算时要细心, 不能少一个因素，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂、尺寸较多的PDC钻头时, 测量前应先列一个清单, 把需要测量的尺寸按序号全部列出来, 测量时按照清单上的尺寸逐一测量, 并将测量结果直接填入“实际尺寸”一栏。待测量完后, 根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否，这样既不会漏掉一个尺寸, 又能保证检测质量。2.4、检测形位公差
　　国家标准中规定了14 种不同的形状和位置公差项目，每一PDC钻头都根据实际需要，对其中的某几项形状和位置公差提出具体要求。检验人员在测量形位公差时, 要注意应按国家标准执行，如PDC取芯钻头和不取芯钻头都要检测钻头切削齿的包络园相对于螺纹轴线的径向跳动、钻头钢体外圆面与螺纹的同轴度公差以及钻头钢体端面与螺纹轴线的垂直度公差等。
　　3、测量误差与原因分析
　　测量过程中, 影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类：随机误差、粗大误差、系统误差。
　　3.1、随机误差
　　在相同条件下, 测量同一量时误差的大小和方向都是变化的, 而且没有变化的规律, 这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形、测量力的变化、 目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等) , 还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。
　　3.2、粗大误差
　　粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意, 比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值, 应该剔除不用。
　　3.3、系统误差
　　在相同条件下, 重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变, 或者测量时条件改变, 误差按照一定的规律变化, 这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确, 校正量具或者量仪的校正工具有误差, 精密测量时的温度没有在20°C。消除系统误差方法有, 测量前必须对所有计量器具进行检定, 应当对照规程进行修正消除误差。另外, 保证刻度对准零位,每次测量前, 仔细检查计量器具, 保证足够的准确性，以满足使用要求。
　　4、检验工具的要求
　　在对各种PDC钻头的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等进行检测时, 为了能够准确、合理、快捷测量，可用适当的通用检验工具和专用的检验工具量具配合使用。检验工具和量具要进行等温后才可以进行测量, 检验工具不可以放在高的温度环境以及有高的磁场中，以免变形、磁化、锈蚀，以确保检测的准确性，进而保证我公司生产的PDC钻头的产品质量，达到出厂合格率100%的质量目标。