馮志輝湖南電氣職業(yè)技術(shù)學院

機械制造的工藝可靠性研究

馮志輝
湖南電氣職業(yè)技術(shù)學院

摘要：影響機械設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，機械制造工藝是眾多因素中的一項重要指標。本文中針對機械設(shè)備制造工藝的基本特點來分析其背后的各向因素，進而以可靠性指標為前提來探討機械工藝的可靠性。

關(guān)鍵詞：可靠性；機械制造；工藝

引言：

隨著科技水平的不斷提升與企業(yè)之間競爭的日趨激烈，致使各類機械產(chǎn)品的研發(fā)周期大大縮減。在大批產(chǎn)品生產(chǎn)和投入市場過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性成為人們關(guān)注的問題。如果產(chǎn)品質(zhì)量不達標會直接縮短機械產(chǎn)品的壽命。正因如此，我們有必要針對機械設(shè)備工藝的可靠性進行深入研究。希望本文對降低相關(guān)產(chǎn)品故障率起到借鑒作用。

一、有關(guān)機械制造工藝的可靠性

（一）本文研究的背景

機械制造不是簡單的生產(chǎn)制造過程，而是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要包括：設(shè)計、規(guī)劃、加工、生產(chǎn)以及檢測與維修等多個方面。社會化大分工使得整個制造過程分工更加明確。這就使整個過程可靠性更加難以保證。也正如此，我們需要通過綜合、系統(tǒng)的思維方式來考慮制造工藝的可靠性，進而采取更為科學的技術(shù)來提升機械產(chǎn)品的可靠性。

（二）機械制造工藝可靠性的主要特征

系統(tǒng)相關(guān)性、全面性與綜合性是機械制造工藝可靠性的突出特征。我們要對這三個特征進行深入分析，確保工藝與設(shè)計的可靠。通過將與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的多種因素綜合考慮，確保工藝的科學性與全面性。機械制造工藝的可靠性具有較強的系統(tǒng)相關(guān)性，我們需要考慮到周期內(nèi)所涉及的所有要素。同時，每個過程都有較強的特點，并且各過程都具有動態(tài)特點，我們有必要對各工序進行全面細致的研究。

二、工藝可靠性要素研究

（一）工藝管理環(huán)節(jié)方面

影響機械產(chǎn)品制造最為重要的因素就是工藝管理。通過提升工藝管理水平生產(chǎn)企業(yè)可以提升產(chǎn)品質(zhì)量，還能大幅提升生產(chǎn)效率。另外，為了有效降低產(chǎn)品投入使用后的故障率，生產(chǎn)企業(yè)需要嚴格控制生產(chǎn)中的所有環(huán)節(jié)。我們分析機械制造工藝可靠性時，必須以工藝管理可靠性為前提。

（二）產(chǎn)品的檢查與檢測環(huán)節(jié)方面

產(chǎn)品出廠合格率是檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)。通過出廠檢驗可以及時檢查出質(zhì)量不合格的產(chǎn)品并予以剔除。并針對相關(guān)設(shè)計、工藝以及其他要素加以補救。因此，為了提升產(chǎn)品的整體可靠性，我們要加強生產(chǎn)周期過程中的檢查和檢測工作。同時，我們研究機械制造工藝可靠性時，也要做好相關(guān)產(chǎn)品的檢查、檢測工作，不斷提升整體管理水平。

（三）完工檢查環(huán)節(jié)方面

出廠前檢驗是對成型產(chǎn)品投入市場前的全面檢查。該階段的檢查目的就是確保出廠產(chǎn)品達到合格標準?？梢哉f出廠前的檢查是確保機械產(chǎn)品可靠性的最后一道屏障。檢查工作要依據(jù)設(shè)計目標與相關(guān)技術(shù)標準，此外，企業(yè)管理水平與檢查人員的工作態(tài)度也直接影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。因此說，出廠檢驗也是評價產(chǎn)品完工后可靠性的評價過程。

三、機械產(chǎn)品工藝可靠性體系方面

研究機械產(chǎn)品工藝可靠性需要依據(jù)相應(yīng)的技術(shù)指標，以此作為全面評價的標準，最終獲取科學的信息。產(chǎn)品工藝可靠性指標體系主要包括以下幾方面：工藝穩(wěn)定性、可靠度、故障率、故障維修時間、自修性、遺傳性以及其他方面因素。

（一）工藝的穩(wěn)定性

工藝穩(wěn)定性是指機械制造是在特定的環(huán)境與時間內(nèi)，保證產(chǎn)品的孔位值一直處于合理的區(qū)間范圍內(nèi)。這就對機械制造工藝提出很高的精度要求，同時，精細化程度是工藝穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)特征。為了保證加工精度的穩(wěn)定性，我們要確保產(chǎn)品孔位特征，以此提升產(chǎn)品的加工精度。

（二）工藝的可靠度

計算工藝可靠度一般采用概率值公式：R（t）=P（T>t）加以表示。該公式主要描述了機械制造工藝與機械產(chǎn)品實現(xiàn)設(shè)計要求之間的比例。

（三）工藝故障的發(fā)生率

在實際生產(chǎn)中，既有技術(shù)缺陷造成生產(chǎn)機械不能確保產(chǎn)品達到相應(yīng)設(shè)計標準的概率。這個概率被稱為工藝故障率。生產(chǎn)過程中，機械產(chǎn)品發(fā)生工藝故障會造成產(chǎn)品可靠性降低、生產(chǎn)設(shè)備無法繼續(xù)加工產(chǎn)品這兩種情況。出現(xiàn)上述問題會給生產(chǎn)企業(yè)帶來重大損失。為了避免工藝故障的發(fā)生，我們會將故障發(fā)生頻率作為衡量工藝可靠性的重要指標。該故障率（N）的計算公式為：

式中的T表示為：對工藝故障進行維修至下一次工藝故障發(fā)生的時間。本公式的含義就是工開始生產(chǎn)機械產(chǎn)品開始，直至某一時刻（t）之間未發(fā)生故障的基本概率。

（四）工藝故障的平均維修時間

由于工藝故障無法根本避免，一旦發(fā)生后我們要盡可能減少損失。在最短的時間內(nèi)對相關(guān)工藝加以恢復(fù)，盡快投入生產(chǎn)。正是如此，影響工藝可靠性的另一重要因素就是故障維修時間。所以，我們提出工藝故障平均維修時間這個指標來確定工藝系統(tǒng)的修復(fù)能力。

（五）工藝的修正性

生產(chǎn)機械產(chǎn)品通常會經(jīng)過很多工序才能完成加工，無論哪道工序出現(xiàn)誤差（誤差是無法避免）都追直接影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。由于產(chǎn)品加工中最后部分的工序可以保證孔位特性，因此，我們有必要對之前工序中所發(fā)生的誤差加以修正。我們所說的修正能力又被稱為工藝修正性，修正能力的作用在于提高產(chǎn)品的可靠性。因此，該性能也屬于主要的可靠性研究指標。

（六）工藝的遺傳性

盡管通過最后工序可以修正之前工序所產(chǎn)生的誤差，以此降低其他因素對產(chǎn)品孔位特征的影響。但事實上，該方法還不能從根本上消除所有工序所產(chǎn)生的誤差。其原因在于：工藝流程能夠?qū)⑸厦婀ば蛑兴a(chǎn)生的誤差傳遞給下一個工序。在兩個或者多個工序相互作用下的誤差可能源于本孔位特征加工工序，此外機械產(chǎn)品的其他孔位特征也會在加工過程中因形變等因素影響到本孔位產(chǎn)生誤差。以上所述誤差會由于生產(chǎn)工序的變化而進行轉(zhuǎn)移，我們將該現(xiàn)象稱作工藝遺傳性。通過研究我們得知，產(chǎn)品的形狀是工藝遺傳性傳遞的主要介質(zhì)。在影響機械產(chǎn)品質(zhì)量的眾多因素中，工藝遺傳性是最難以控制的，如果控制不當會造成產(chǎn)品嚴重變形。正因如此，我們研究產(chǎn)品工藝可靠性時必須認真研究制造過程中的工藝遺傳性特點。

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