摘要:随着工业化进程的不断加快,机械制造业的重要性日益显著,但与发达国家相比,我国机械制造业仍较为落后,主要是机械制造的可靠性仍需进一步提高。在当前快速响应制造的需求背景下,制造企业面临研制时间短,技术上的不确定因素,技术改造的滞后,产品可靠性缺乏实践考验,管理缺乏经验等问题。
关键词:机械 制造 工艺 可靠性
一、工艺可靠性的基本特征
1.1系统相关特性
系统是由相互作用又相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。机械制造过程的特点使工艺可靠性分析面临复杂的背景,涉及对象多,需要通过系统工程的方法优化组合,实现保障产品可靠性的最终目标。
1.2综合特性
机械制造过程的工艺可靠性是产品设计可靠性的延伸,是产品可靠性的重要保证,工艺可靠性应与产品开发过程的其他要求,如产品的功能、性能指标、质量、可制造性、维修性、生产成本、生产周期以及周边环境性等全面考虑。工艺可靠性工作应与其它工作有效结合起来,充分做到信息互通和资源共享,以避免矛盾、减少重复、防止反复、提高效率、节约经费。
1.3全过程特性
工艺可靠性工作贯穿于产品加工的全部过程,因此必须全面考虑。每个阶段都有相应的工艺可靠性工作。每个阶段都可能产生工艺故障,如不及时纠正,所带来的损失将随过程的进展而呈指数级增加。发现得愈晚,纠正的费用愈高,所以必须及早发现,及时纠正。
二、制造工艺对可靠性的作用
2.1工艺过程参数同可靠性指标的关系
现在机械理论虽然对产品可靠性与工艺参数之间的关系进行了论证,但并没有很好的回答如何有效提高可靠性这个问题。由于产品的可靠性与质量指标之间具有十分复杂的关系。首先,耗损发生在产品制造的每一个过程中;其次产品生产本来就是一个多种工艺交叉协作的过程;由于机械生产的复杂性,许多影响产品可靠性的生产参数无法直观看到。对于产品可靠性而言,工艺方法与设计工作同等重要。
2.2同制造工艺有关的产品故障
产品在制造和组装过程中,就确定了其性能和品质水平,而工艺水平直接影响质量高低,因此产品质量与工艺密不可分。由于工艺过程不完善,会使产品可靠性达不到要求的水平,由于工艺过程的问题所造成的不允许故障主要可分成如下两类:
第一类是工艺过程自身存在可靠性缺陷,产品容易因为工艺缺点导致故障发生。可靠工艺水平是制造高可靠产品的重要前提条件;考虑到工艺系统是一个复杂的动态系统,可以用许多输出参数来表示,因此,又必须联系到工艺过程的完善程度、稳定性、检脸方法和其它因素。
第二类工艺过程而产生的残留现象导致的故障。工艺残留现象,是指产品加工过程中由于高温环境和作用力所留下的结果。如果工艺产品对精度要求不高,可以忽视这方面的影响。同时,在机械加工过程中,会伴随着一些能源消耗现象,由此引发产品的一系列微妙的物理和化学反应,导致其性能发生变化,并在产品中造成残留应力,使材料结构发生崎变,产品出现各种缺陷。
2.3工艺过程参数对耐磨性的影响
产品材料属性是影响工业产品耐磨性重要因素,例如化学成分、物理结构和力学性能等都会影响产品耐磨性。所以,对生产材料的冶金等过程、材料热处理和化学热处理过程,都应考虑。影响耐磨性的还有表面层的几何参数和物理—化学参数,工艺参数同使用参数之间的关系是随机性的,取决于材料中各成分的分布情况、零件在加工时的状态、工艺系统的“刚度”等。
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2.4工艺过程参数对疲劳强度的影响
除了材料种类会影响疲劳强度之外,像零件外表光滑度的影响作用也不可忽视。因此要采取合理的工艺技术,切实有效提高工业品外表层物理品质。如果工业品表面因为机械加工外力残留拉伸应力,会大大降低产品的疲劳极限;产生残留压缩应力,则疲劳极限会提高. 这对于在交变载荷和高沮下工作的零件是特别重要的.
三、机械制造的工艺可靠性的建立
3.1规范定量方法
机械制造的工艺可靠性涉及到多方面的因素,而且这些因素之间相互关联,且很多关系难以准确定量化描述,所以模糊理论非常适用于处理机械制造过程中的模糊关系。如果对原本模糊的信息没有正确理解就套用传统的可靠性分析方法进行研究,结果可能会与实际相差很大。由于产品制造的发展趋势是小批量、短周期,因此机械制造过程也往往存在数据量少或者样本量小的特点。
3.2减少故障发生率
任何一个产品在使用的过程中都会发生故障,但是这些故障的发生如果控制在一个较小的范围内,就不会影响可靠性,而过高的故障发生率必然会对产品的可靠性产生影响,从另一侧面也说明了这种产品的可靠性较差。在实际的生产实践中,一旦发生故障,会给生产商造成一定经济上损失,但是故障的发生的确是不能全部避免的。但是技术的进步,会保证较低的故障发生率,因此也是考查产品可靠性的重要指标。
3.3对加工误差进行分类
通常机械工件涉及的孔位较多,而孔位特征又与周围孔位的加工结果存在联系,具体而言就是加工顺序前后不同的孔位加工误差之间相互影响,而且关系复杂,所以控制孔位的加工误差十分关键。我们可以利用回归方法中的偏最小二乘方法确定孔位加工误差之间的定量关系,以此最大限度的减少孔位的加工误差,然后以加工顺序为依据,对其进行排列操作,然后根据动态类聚,对加工误差进行分类,具体可分为一般、较为重要和重要三类,并重点控制重要孔位,适当控制较为重要的孔位,合理控制一般孔位,并结合多工序孔位控制方法,以小孔位误差管理难度,改善管理绩效,进一步提高关键孔位特征的可靠度,为保证机械制造的工艺可靠性奠定基础。
3.4强化技术管理
在机械制造过程中,技术的先进性与机械制造工艺可靠性也有一定的关系,但切忌盲目引入先进技术,而忽视其实用性与经济性,因此应立足于市场需求,结合自身实际,权衡技术与经济的关系,进而更新生产部件,改造局部工艺,引入先进技术,同时应注重激发员工的创造性,加大科研力度,以此提高自主创新能力,为提高机械制造工艺可靠性增加筹码。此外机械制造过程对其工艺可靠性有着实质性的直接关系,因此进一步加强机械制造全过程管理,对其制造过程中涉及的原材料、半成品、工具、设备等物质基础,以及运输、设备维修和养护、施工工序和工艺的选择、施工标准和规范等都应予以严格检查和监督,以此保障机械制造质量和效率。
结束语:
综上所述,机械制造工艺可靠性的研究是一个系统工程,它涉及到很多学科领域,我们要从整体性上去考虑机械制造不同环节过程所需要面临的问题,毕竟工艺可靠性水平的高低是由多方面条件所共同决定的。机械制造工艺可靠性的研究,立足于探索机械制造过程保障产品可靠性的理论和实践方法,为设计和改进工艺路线、缩短开发周期、生产符合可靠性要求的产品提供有效参考。因此,机械制造工艺可靠性的研究具有重要的理论和实践意义,必将引起广泛的关注,取得越来越多的研究成果。
参考文献:
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[3]张磊,徐豪.机械制造的工艺可靠性研究[J].价值工程,2014,14:52-53.
论文作者:胡云军
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/28
标签:可靠性论文; 工艺论文; 产品论文; 过程论文; 机械制造论文; 故障论文; 加工论文; 《建筑模拟》2018年第3期论文;