机械制造的工艺可靠性分析

摘 要：随着我国工业化进程的加快，对机械制造领域中机械制造工艺可靠性也提出更高的要求。尤其机械产品在各行业运用中对安全性与舒适性都可能产生较大的影响，忽视对其可靠性的重视，很容易带来更多的安全隐患，不仅为企业的经济效益带来损失，也使自身的社会形象受到影响。对此，本文将对机械制造工艺可靠性基本概述、机械制造工艺可靠性的影响因素以及提高工艺可靠性的路径进行探析。

关键词：机械制造；制造工艺；可靠性

前言：作为机械产品设计与生产的重要内容，产品可靠性贯穿于整个设计与投入使用过程中，无论在机械制造材料引入、机械制造加工阶段等各方面都需保证其可靠性。特别现阶段先进技术手段的不断应用，更需注重把握机械制造工艺可靠性，改善产品性能并使制造成本大幅度降低。然而现阶段制造行业中大多企业在技术应用以及管理等方面都存在一定问题，需在发展过程中逐步解决。因此，对机械制造工艺可靠性分析具有十分重要的意义。

一、机械制造工艺可靠性基本概述

（一）机械制造的概念界定

根据以往学者研究，对机械制造的概念可定义为处理原材料或半成品中充分利用先进技术手段以及设备工具等完成产品的整个制造过程。机械产品制造过程中往往以用户需求为依据选择批量生产，但制造生产中涉及的包括原材料、温度以及其他各流动过程都可能对制造工艺可靠性产生一定的影响。其中的制造工艺一般包括毛坯的制造、零件生产以及热处理三个步骤，并配有其他辅生产制造过程如设备的调整或维修，确保机械产品在尺寸、表层性质以及毛坯形状的各方面满足产品质量要求。

（二）工艺可靠性概述

可靠性在机械制造中的表现主要可从两方面概括，即工艺可靠性与机械产品的可靠性。其中工艺可靠性主要指各零件部件在预期生产时间内完成制造过程，且其性能质量等可满足可靠性标准，通常工艺可靠性的决定性因素来源于制造中技术的应用水平。但需注意机械产品的可靠性以及产品质量不可混为一谈，产品质量强调涉及产品外观、耐用程度、可靠程度以及性能等综合方面，而可靠性包含于质量中，往往在时间变化下可能发生一定的改变。

（三）关于工艺可靠性研究的概述

机械产品近年来在各行业领域中的应用逐渐广泛，关于可靠性的研究也成为国内外许多学者与技术人员关注的重要内容，从机械产品设计角度对可靠性的研究已取得较多的成就，但相比之下，关于制造过程中工艺可靠性的分析却较为滞后。其原因在于机械制造涉及的流程较多，许多因素包括外界环境、材料使用、机械设备等方面都可能对可靠性造成一定影响，因此如何把握机械制造中的可靠性是现阶段机械制造领域的重点与难点。我国现行关于机械制造可靠性的相关标准多来源于美国的RMS标准体系，主要强调机械产品制造的标准性与可靠性等方面。也有其他国家对可靠性标准做出充分研究，如英国机械制造领域对可靠性的研究倾向于数据的积累，在评估可靠性方面已逐渐形成较为完善的评价系统[1]。

二、对机械产品工艺可靠性影响因素的分析

（一）对机械制造工艺可靠性重视不足

当前我国机械制造领域中对工艺可靠性的重视在半导体制造过程中得到充分体现，要求控制整个加工过程以保证产品可靠性。但其他大多产品可靠性研究仍集中于设计阶段，忽视对制造过程中影响可靠性问题的综合考虑，容易使机械产品加工中出现的如零部件受损、原材料使用不合理以及设备老化等问题难以解决。同时尽管现阶段关于工艺可靠性研究逐渐深入，但机械制造过程本身具有复杂特征，单纯照搬照抄原有理论很难起到指导作用，这就要求提高对工艺可靠性分析的重视并保证其适应机械制造企业自身的实际发展。

（二）评定工艺可靠性标准的缺失

机械制造关于可靠性评定标准的缺失是影响工艺可靠性的关键内容，很多企业对于制造各工序都未根据产品稳定度与质量要求等制定相应的评价体系，导致可靠性无法达到标准。尽管现阶段已逐渐采用工序能力指数对加工稳定可靠性进行判断，但其主要局限在单道工序评价方面，只可将部分机械产品制造中的可靠程度进行反应，而无法贯穿生产过程中的前道工序、后续工序等全过程中。也因这种可靠性标准的缺失导致产品可靠性标准数据在获取方面需要企业通过实际的性能检测以及样本试验等实现，增加机械产品制造的成本。

（三）忽视对可控变量的分析

机械产品加工中的可控变量多体现在孔位特征方面，如何对工艺可靠性进行分析需充分利用孔位特征以及各孔位存在的关系，确保产品的可靠性通过控制可控变量实现。然而现阶段用于描述可控变量关系的模型尚未构建，无法充分描述变量对产品可靠性指标的影响，更无从谈及由孔位特征着手分析机械产品制造中存在的如故障率或生产中存在的误差等影响因素，所以在未来实践研究中应注重如何利用孔位特征对可靠性指标进行预测[2]。

三、提高工艺可靠性的主要路径

（一）可靠性评价体系的构建

可靠性评价体系的构建需充分考虑产品可靠性的标准并结合国内外以往实践要求，确保可靠性评价体系满足企业自身发展要求，将各生产部件的质量要求、生产工序的相关标准以及生产环境融入其中。同时，可靠性评价体系也应对制造工艺的故障发生情况、工艺的遗传性与稳定性等进行明确，使各车间在制造生产中可以此为依据不断提高制造生产水平。此外，制造企业在监督机制方面也需不断完善，保证机械制造中个人责任得以落实，并严格控制各生产工序，这样才可使制造工艺可靠性达到实际标准。

（二）加强管理制造中的误差问题

针对制造中存在的误差问题，要求对可控变量误差进行分析，判断误差大小受加工顺序的影响程度。一般加工误差根据影响程度主要可分为一般孔位误差、较重要孔位误差以及极其重要孔位误差等，要求采用不同的方式对孔位误差进行监控。但需注意各工序内孔位误差在传递过程中可能相互影响，应避免出现资源浪费情况，使机械制造设备的运行费用降低，并将工艺误差率控制在预期规定范围内[3]。

（三）机械产品可靠性管理中系统理论的应用

机械产品中的工艺可靠性可从三方面进行概括，包括适应环境的能力、工艺自身固有可靠性以及机械产品使用中的可靠性。许多机械制造可靠性研究中也将维修性作为研究可靠性的重要内容，其原因在于制造过程中存在的工艺故障问题很容易造成工程进度的延期以及工程质量的降低，所以在维修方式上可选择定期或顺序的方式，通过故障的相关函数进行故障模型的构建获取已知参数，将工艺故障的发生率以及运行成本将至最低，提高工艺可靠性程度。除此之外，描述制造加工工艺也可利用定量与定型的方法，不仅能够准确判断各孔位特征对可靠性的影响程度，而且在可靠性试验难以进行的前提下，只需对比相关的可靠性数据，并利用SPTE便可预测工艺的可靠性，为可靠性指标满足工艺可靠性标准奠定基础。

结论：我国机械制造领域现阶段关于工艺可靠性的研究仍需不断深入，使其能够解决制造中存在的实际问题。实际分析过程中应理解机械制造与其可靠性的内涵，立足于当前可靠性分析现状，从系统理论的应用、孔位误差管理以及评价体系的构建，实现工艺可靠性目标，促进机械制造行业的持续发展。

参考文献：

[1]刘峻. 提高机械制造的工艺可靠性策略解析[J].科技与企业，2015，07：192.

[2]张红锐，王泷婧.机械制造工艺可靠性研究[J].中国高新技术企业，2015，14：70-72.

[3]刘磊.关于机械制造的生产过程及加工工艺研究分析[J].山东工业技术，2015，09：27.

[4]杜彦斌，李聪波.机械装备再制造可靠性研究现状及展望[J].计算机集成制造系统，2014，11：2643-2651.