机械制造的工艺可靠性研究

【摘要】机械制造工艺可靠性是衡量机械产品质量的重要指标。文章阐述研究机械制造工艺可靠性的背景和机械可靠性的特征，并分析机械制造工艺可靠性的重要因素，最后提出可靠性指标来研究机械工艺的可靠性。

【关键词】可靠性；机械制造；工艺

引言

当代激烈的企业竞争和科技的快速发展，导致了机械产品普遍的存在研发周期短和产品的大批量的成产，这就导致了机械产品的质量和可靠度普遍存在许多问题，严重的影响了机械产品的使用寿命。因此，就有必要对机械的工艺可靠性进行研究，这对降低机械产品的故障率有着重要的意义。

1、机械制造工艺可靠性概述

1.1研究背景

机械制造是一个复杂的系统工程，包括机械产品的规划、设计、成产、加工、检测维修等过程。但是不同的生产过程可能由不同的机构或者单位所负责，机械制造过程的分工也越来越明显，因此要保证每个过程的可靠性就显得更加困难。因此，就需要用一种系统化、综合化的思维来研究机械制造工艺的可靠性，从而有针对性的采取先进的技术来提高机械产品的可靠性。

1.2机械制造工艺可靠性的特征

机械制造工艺可靠性有着系统相关性、综合性、全面过程性这三大特征。由于机械制造工艺本身具有系统性的特点，导致其可靠性也呈现系统性。然而在研究工艺可靠性的同时也必须考虑机械设计可靠性的因素，综合的研究有关产品质量的所有要素，这样才能使工艺可靠性的研究具有全面性和科学性。由于机械制造工艺可靠性的系统相关性特点，就必须要考虑产品周期中的所有因素，不同生产过程都有其自身特点的可靠性，这个变化是动态的，具有过程性的特点，因此必须全面的进行研究。

2、工艺可靠性研究要素分析

2.1工艺管理环节

工艺管理是机械制造系统中非常重要的因素，企业管理直接关系到生产的生产效率和生产质量。因此就必须加强对机械生产工艺管理，严格控制机械产品生产每个环节，从而使机械产品的可靠性达到设计的要求，最大程度降低机械产品在使用过程中的故障率。当对机械制造工艺进行可靠性分析时，首先就应当评价其工艺管理的可靠性。

2.2产品的检查、检测环节

对产品进行检查和检查是保障产品出厂合格率的关键，其主要目的就是及时的发现和剔除质量不合格的产品，及时的补救由于设计因素、工艺技术或其他因素导致产品可靠性低。因此对机械产品生产周期中进行阶段性检测和检查是保障产品整体可靠性重要手段，需要加强对产品的检查、检测的管理。在对机械制造工艺可靠性研究时也必须高度重视产品检测、检查的技术和管理现状。

2.3完工检查环节

所谓的完工检查也就是产品的出厂前的检查，是对已经完成成产过程的成型产品进行全面的检查。这个阶段就是要保证机械产品的出厂质量合格。这也是保障机械产品可靠性的重要措施。对产品进行完工检查主要依据是相关的技术标准和设计目标，并且检查人员的工作态度和企业的管理水平也是完工检查质量的重要因素。因此，也需要对产品的完工检查进行全面可靠性评价。

3、机械产品工艺可靠性体系

根据工艺可靠性系统相关性、综合性和全面过程性的特点看，在进行工艺可靠性研究时需要确定一系列的指标来衡量机械产品的可靠性，再进行综合的评价，从而得到机械产品可靠性的较科学的信息。机械产品工艺可靠性的指标体系主要包括产品的工艺可靠度、工艺故障率、工艺故障的评价维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性、工艺遗传性和其他因素所构成。

3.1工艺可靠度

工艺可靠度一般用R（t）=P（T>t）来表示，它是个概率值，主要是描述机械制造工艺满足机械产品实现设计的要求的能力。

3.2工艺故障发生率

工艺故障发生率指的是在正常的生产过程中，现有的技术缺陷导致机械制造无法保证机械产品的可靠性达到设计要求的概率。当在机械产品的生产过程中出现工艺故障，会出现机械产品的可靠性达不到要求或者机械设备无法加工产品这两种情况。但是无论哪种现象都势必会给机械制造企业造成严重的损失，因此为了避免工艺故障的发生，就有必要在将其发生的频率作为衡量工艺可靠性的指标之一。工艺故障率N的计算公式为：

其中T表示机械加工过程中从工艺故障的修复到下个工艺故障所经历的时间。该公式的意义是机械产品生产到t时刻仍然没有发生工艺故障的概率。

3.3工艺故障的平均维修时间

当发生工艺故障后，为了尽量的减少经济损失，就必须及时的进行工艺修复以恢复正常生产。因此，工艺故障的维修时间也是影响了工艺可靠性的重要因素，企业也应当最大程度的缩短工艺故障的维修时间。因此提出工艺故障平均维修时间这一可靠性指标用于工艺系统的修复能力。

3.4工艺稳定性

工艺稳定性主要体现在机械生产的精细程度。机械产品的加工需要稳定的加工精度从而保障机械产品的孔位特征。机械制造的工艺稳定性指的时在一定时间和外界环境等条件内，机械产品的孔位值一直都处在合理的区间内，这就需要机械制造工艺有足够高的精度。

3.5工艺修正性

机械产品的生产需要经过许多工序进行加工，每个工序过程难免的会出现一定的误差，而机械产品的孔位特征值主要是依靠最后的一些列工序，这是因为在后面的工序中为了保障机械产品的孔位特征，就需要对前面工序所产生的误差进行修正。这种修正的能力被称为工艺修正性，是提高产品可靠性的重要手段，因此也作为产品可靠性研究的主要指标。

3.6工艺遗传性

虽然机械制造工艺中的最后的一些列工序可以修正前面的误差，从而影响机械产品的最终孔位特征，但是这种修正的手段却无法完全的消除工序误差，这是因为上个工序误差往往可以机械产品的工艺流程而流传下同下个工序产生的误差共同的作用。这种共同作用的误差可能是因为本孔位特征的加工工序引起的，还可能是机械产品的其他孔位特征在加工的时候导致产品形变而影响本孔位的误差。机械产品的这种工序误差由产品的生产工序而转移并共同作用的现象被称为工艺的遗传性。机械产品的制造工艺工艺遗传性所传递的介质是主要是产品的形状。工艺遗传性是很难控制的，一旦把握不住会造成产品的严重形变，因此在产品的工艺可靠性研究的时候需要考虑机械制造的工艺遗传性。

参考文献

[1]蒋平.机械制造的工艺可靠性研究[D].国防科学技术大学，2010.

[2]王庆华.机械制造的工艺可靠性初探[J].河南科技，2013，17：111.

[3]朱石桥.浅析机械制造工艺的可靠性[J].科技创业家，2013，18：72.

作者简介

徐进（1992年2月），性别：男，民族：汉族，籍贯：浙江杭州，学历：本科，职称：无，研究方向：机械设计制造及其自动化。