機械制造工藝可靠性研究

徐留明 柳晶

摘要：機械加工制造過程中，生產(chǎn)制造工藝可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，與機械制造技術(shù)、設(shè)計理念與過程管理密不可分。在機械制造生產(chǎn)過程中，如不能充分考慮外在因素及制造工藝對機械制造可靠性的影響，可萌造成機械產(chǎn)品加工誤差較大，無法滿足機械產(chǎn)品加工標準要求?；诖?，本文深入分析了機械制造可靠性內(nèi)涵，并從技術(shù)支持、加強管理、工藝維修、工藝修正等方面提出建議措施，以期實現(xiàn)技術(shù)與過程管理的有機結(jié)合，提高機械制造工藝可靠性，滿足機械設(shè)備生產(chǎn)制造加工要求。

關(guān)鍵詞：機械制造;制作工藝;可靠性;工藝修正

0? 引言

在機械制造生產(chǎn)過程中，工藝可靠性受到廣泛關(guān)注，究其原因，是由于工藝制造可靠性直接影響機械產(chǎn)品質(zhì)量，進而對機械制造企業(yè)經(jīng)濟效益產(chǎn)生影響。本文重點分析了機械制造與機械制造工藝可靠性影響因素，并對工藝可靠性控制措施提出建議，以期實現(xiàn)機械制造工藝可靠性影響因素的有效控制，提高機械加工制造產(chǎn)品規(guī)范化、標準化，確保機械加工制造企業(yè)經(jīng)濟效益。

1? 機械制造概述

機械加工制造是一項系統(tǒng)性工程，具體包括機械產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計、加工、生產(chǎn)、檢驗與維修過程，基于機械產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計，借助工藝制造設(shè)備、技術(shù)對原材料、半成品等進行加工，最終實現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計產(chǎn)品的標準化制造，滿足用戶需求。在機械制造過程中，受多種因素的影響，如工序安排、工藝偏差、機械設(shè)備磨損等情況，為確保機械制造工藝的順利實現(xiàn)，應(yīng)定期對機械加工工藝、設(shè)備等進行維護和調(diào)整，以降低機械加工偏差對機械產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

2? 機械制造工藝可靠性及其特點

2.1 機械制造工藝可靠性概述

根據(jù)機械制造工藝特點，對影響工藝可靠性因素進行細化、衡量和綜合評價，以此構(gòu)建機械制造工藝可靠性指標體系，具體包括產(chǎn)品可靠性和故障率、過程維護時間評價、過程穩(wěn)定性與過程遺傳因素等。在指標體系中，機械制造工藝可靠性主要體現(xiàn)在：可靠的工藝和可靠的機械產(chǎn)品。可靠的工藝是指規(guī)定時間內(nèi)機械零部件標準化加工制造，其合格率滿足機械加工制造可靠性要求;可靠的機械產(chǎn)品是指產(chǎn)品使用壽命其產(chǎn)品質(zhì)量的變化，可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的重要組成部分。

2.2 機械制造工藝可靠性特點

基于機械制造工藝技術(shù)原理，機械制造工藝可靠性具有系統(tǒng)性、綜合性等特點。

2.2.1 系統(tǒng)性

機械制造工藝可靠性貫穿于機械產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗全過程，如產(chǎn)品設(shè)計不合理、不科學、容許誤差設(shè)置篇大，將對機械制造生產(chǎn)造成嚴重影響。如機械產(chǎn)品設(shè)計合理，但機械制造工藝過程不可靠，則其制造的機械產(chǎn)品質(zhì)量控制難度大。因此，機械制造工藝可靠性應(yīng)從整體規(guī)劃，基于設(shè)計、生產(chǎn)全過程配合，才能形成可靠穩(wěn)定的有機整體。

2.2.2 綜合性

在機械制造工藝可靠性影響因素中，制造工藝過程尤為關(guān)鍵，是影響機械產(chǎn)品質(zhì)量的直接性影響因素。為了提高機械制造工藝可靠性，應(yīng)加強機械制造過程與其他生產(chǎn)過程的信息共享，如技術(shù)部門、生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門等，并加強機械制造企業(yè)與原材料供應(yīng)單位、半成品加工單位的溝通，根據(jù)原料性質(zhì)變化、工藝設(shè)計變更等情況及時調(diào)整機械制造工藝參數(shù)，提高機械制造工藝控制的前瞻性與計劃性。

3? 機械制造工藝可靠性影響因素

機械制造工藝可靠性影響因素主要包括分類加工誤差、焊接工藝技術(shù)、精密加工技術(shù)等。

3.1 分類加工誤差因素

機械產(chǎn)品由復(fù)雜的零部件組成，其零部件包含大量的孔位、切割角度、形狀等，且每道工序的加工誤差都會對后續(xù)的工序產(chǎn)生影響，進而影響整個機械產(chǎn)品的加工制造和裝配，因此，機械制造加工誤差具有連續(xù)性、繼承性等特點。為滿足工藝可靠性控制要求，應(yīng)將加工誤差進行分類，即“一般性誤差”、“中等誤差”、“嚴重誤差”，并根據(jù)加工誤差等級采取必要的處理措施，例如，在孔位加工中，可采用最小二乘法確定機械零部件孔位誤差，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)對誤差水平進行調(diào)整，以滿足制造工藝可靠性要求。

3.2 焊接工藝技術(shù)因素

在機械制造工藝過程中，焊接技術(shù)是機械加工制造中最為常見的生產(chǎn)工序，也是機械制造工藝可靠性重要影響因素之一。常見的焊接工藝技術(shù)包括氣體保護焊、電阻焊和埋弧焊等。在焊接工藝中，受焊接技術(shù)、焊接材質(zhì)、外部環(huán)境等因素的影響，其焊接質(zhì)量可能存在一定的差異，因此，需要機械制造加工企業(yè)衡量焊接工藝特點和技術(shù)要求，合理采用焊接工藝。

3.3 精密加工技術(shù)因素

在機械制造工藝中，精密加工技術(shù)主要包括精密切削技術(shù)、超精密研磨技術(shù)等。通過采用配備靜密度較高的生產(chǎn)加工設(shè)備對原料、半成品進行精密加工，以滿足機械零部件標準化加工要求。例如，通過采用激光掃描機對機械零部件加工誤差進行控制，采用超精密研磨設(shè)備對零部件進行拋光處理等。在機械制造工藝中，精密加工設(shè)備加工誤差對直接影響工藝可靠性，因此，應(yīng)加強對精密加工工序、設(shè)備的定期維護、維修與調(diào)整。

4? 機械制造工藝指標體系

在評價機械制造工藝可靠性時，應(yīng)通過工藝穩(wěn)定性、故障發(fā)生率、工藝故障平均維護時間、規(guī)范定量數(shù)據(jù)和工藝修定性進行綜合性評價，以此指導(dǎo)工藝調(diào)整實踐。

4.1 工藝穩(wěn)定性指標

工藝穩(wěn)定性指標是指機械制造零部件加工精度、標準化程度，以滿足機械產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量要求。在評價機械制造工藝可靠性時，應(yīng)將工藝穩(wěn)定性作為重要的評價指標，并加強零部件的質(zhì)量檢驗工作，以不合格零部件比例作為衡量工藝穩(wěn)定性的重要參考，深入分析工藝穩(wěn)定性影響因素，并采用有效措施加以控制。

4.2 工藝故障發(fā)生率

工藝故障發(fā)生率是指機械制造過程中故障發(fā)生幾率，即因工藝流程某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個加工制造工藝無法順利完成的故障幾率。當工藝故障發(fā)生時，必然導(dǎo)致機械制造工藝中斷，造成機械產(chǎn)品質(zhì)量無法滿足技術(shù)標準和設(shè)計要求。然而，受客觀因素的影響，工藝故障發(fā)生不可能完全避免，如停電、設(shè)備損壞、人員操作失誤等，因此，為降低工藝故障發(fā)生率，應(yīng)制定有效的預(yù)防和控制措施，并加強工藝設(shè)備的計劃性維修維護，將工藝故障發(fā)生率控制在可控范圍內(nèi)，降低工藝故障對機械制造工藝和生產(chǎn)效益的影響。

4.3 工藝故障平均維修時間

為盡可能降低工藝故障對企業(yè)經(jīng)濟效益的影響，在工藝故障發(fā)生后，應(yīng)對工藝故障進行分析原因、維修、制定和落實預(yù)防控制措施。針對機械制造工藝故障問題，應(yīng)將工藝故障平均維修時間作為工藝可靠性的重要評價指標，工藝失效的客觀性必然要求機械制造企業(yè)制定切實有效的預(yù)防和控制措施，加強工藝故障的預(yù)防性、計劃性維修、維護，以滿足機械制造工藝可靠性要求，尤其是在工藝負載的機械制造企業(yè)中，只有盡可能縮短工藝故障維修時間，才能確保機械制造工藝的連續(xù)性，提高機械制造企業(yè)生產(chǎn)加工能力，降低企業(yè)經(jīng)濟損失。

4.4 工藝修正性

在機械制造企業(yè)中，機械產(chǎn)品生產(chǎn)受到多方面因素的影響，如生產(chǎn)環(huán)境、加工制造工藝升級等，一般而言，機械制造工藝是經(jīng)工藝設(shè)計、驗證后實施的，機械制造工只需要根據(jù)既定的工藝路線進行制造加工即可，但由于不同生產(chǎn)環(huán)境、操作人員技術(shù)水平、過程管理等因素的影響，在不同的環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)一些偏差，導(dǎo)致機械產(chǎn)品加工誤差超出容許值，需要在后續(xù)的工序中進行檢驗和修正。例如，在機械零部件孔位加工中，孔位的特征值可能存在偏差，因此，在機械制造工藝中，應(yīng)通過加工過程檢驗和后續(xù)工序調(diào)整，提高工藝可靠性，并將工藝修正性作為衡量工藝可靠性的重要評價指標。

4.5 工藝遺傳性

在機械制造工藝中，雖然部分工序誤差可通過后續(xù)工序的調(diào)整進行修正，但部分加工誤差可能無法完全消除，并可能對后續(xù)工序造成一定的影響。同時，在機械制造工藝中，如加工誤差累計，可能造成機械零部件、機械產(chǎn)品質(zhì)量問題，進而影響機械產(chǎn)品可靠性。針對此類具有遺傳性的誤差，其各工序可能均在誤差容許值范圍內(nèi)，但通過積累導(dǎo)致機械零部件加工尺寸、孔位、形狀等性能指標出現(xiàn)較大的偏差，且工藝遺傳性具有難以發(fā)現(xiàn)和控制等特點，一旦將直接影響機械產(chǎn)品質(zhì)量，因此，應(yīng)將工藝遺傳性作為工藝可靠性的重要評價指標，并結(jié)合工藝遺傳性出現(xiàn)環(huán)節(jié)、工序共性進行研究，并采取工藝優(yōu)化等措施加以控制。

5? 結(jié)語

在機械制造企業(yè)生產(chǎn)中，工藝可靠性貫穿于機械制造設(shè)計、生產(chǎn)全過程，存在于加工誤差、焊接、精密加工等工序，且具有客觀存在的特點，要求機械制造企業(yè)認真梳理工藝可靠性影響因素和評價指標，并通過科學方法對潛在的影響因素進行分析和研究，制定有效的措施加以預(yù)防和控制，將工藝故障危害和發(fā)生頻率控制在合理范圍內(nèi)，降低工藝故障對機械制造企業(yè)經(jīng)濟效益的影響，保障機械制造企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

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