數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件制造過程可靠性管理方法研究

咸長城

摘 ?要：工業(yè)生產(chǎn)制作活動中，數(shù)控機(jī)床是重要的 “工作母機(jī)”，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行性能關(guān)系著整合工業(yè)制作活動的效率，利用數(shù)控機(jī)床制造一些設(shè)備的關(guān)鍵部件時，需預(yù)先測定數(shù)控機(jī)床的的可靠性，借助與數(shù)控機(jī)床的可靠性相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，來切實(shí)落實(shí)管理工作，確保數(shù)控機(jī)床可以切實(shí)輔助機(jī)械生產(chǎn)任務(wù)?，F(xiàn)針對數(shù)控機(jī)床的常用條件，提供可靠性管理工作的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;關(guān)鍵部件;制作過程;可靠性管理

產(chǎn)品具有的可靠性關(guān)系著產(chǎn)品的實(shí)際價值，如果產(chǎn)品在被使用的過程中難以有效維持可靠性，相應(yīng)的使用目的也難以達(dá)成。針對當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床，在制作關(guān)鍵的構(gòu)成部件時，必須確保其可靠性，否則數(shù)控機(jī)床的整體性能都難以進(jìn)行保障，完成可靠性檢測工作之后，可結(jié)合可靠性水平來確定質(zhì)量管控工作的落實(shí)方向，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控機(jī)床制作工作，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，控制產(chǎn)品質(zhì)量。

1 結(jié)構(gòu)構(gòu)架分析

針對數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件制造過程可靠性綜合評價，本文主要從制造過程、關(guān)鍵零部件和評價要素三個維度進(jìn)行分析。數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件制造過程主要包括加工、裝配和測試階段，分別研究制造過程各階段的可靠性管理技術(shù)，才能確保制造過程數(shù)控機(jī)床的可靠性。

在數(shù)控機(jī)床制造過程的不同階段中，每個子系統(tǒng)或者關(guān)鍵功能部件的結(jié)構(gòu)和功能不同，所選擇的可靠性評價指標(biāo)也必然不同。通過對制造過程、關(guān)鍵零部件和評價要素三個維度進(jìn)行分析，本文構(gòu)建的數(shù)控機(jī)床制造過程可靠性綜合評價三維結(jié)構(gòu)框架。從廣義的角度，確定了制造過程可靠性評價的基本思路，即分別考慮制造過程、子系統(tǒng)或關(guān)鍵功能部件、評價要素三個維度，將制造過程分為加工階段、裝配階段和測試階段;將數(shù)控機(jī)床按照子系統(tǒng)或功能層次進(jìn)行劃分，選擇需要評價的子系統(tǒng)或關(guān)鍵功能部件;將評價要素按照評價需要，選擇制造過程可靠性評價中涉及的質(zhì)量以及可靠性相關(guān)要素，進(jìn)行可靠性評價分析。

2 確定可靠性評測指標(biāo)

2.1 參與人員

雖然不少廠家已經(jīng)搭建了自動化的機(jī)械加工生產(chǎn)平臺，但是在日常的加工制造環(huán)節(jié)中，參與人員在生產(chǎn)過程中仍舊發(fā)揮重要作用，加工與裝配零部件時，更需要在生產(chǎn)人員的支持下才能完成加工任務(wù)，參與人員的業(yè)務(wù)水平與工作態(tài)度均會給基礎(chǔ)裝配活動的可靠性帶去影響，如果加工人員在加工重要部件時出現(xiàn)了失誤操作，數(shù)控機(jī)床會產(chǎn)生故障，加工時間也會被延長，在實(shí)際使用過程中還會形成安全隱患，不同環(huán)節(jié)的技術(shù)人員給數(shù)控機(jī)床制造工作的可靠程度帶去影響不同。

2.2 制作設(shè)備

在制作數(shù)控機(jī)床所需的關(guān)鍵部件時，需將多種輔助性設(shè)備的作用發(fā)揮出來，包括輔助生產(chǎn)設(shè)備、加工設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境設(shè)備以及裝配機(jī)械設(shè)備等，這些設(shè)備不僅支持者數(shù)控機(jī)床的制造活動，同時也帶來了可靠性方面的影響，在評測這類設(shè)備時，必須根據(jù)設(shè)備的具體使用條件以及用途來對其進(jìn)行綜合分析，設(shè)備主要通過耐久性、穩(wěn)定性以及精度等性能來影響部件的實(shí)際質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在性能問題，需及時維修設(shè)備，而后才能展開關(guān)鍵部件的生產(chǎn)制造工作。

2.3 材料

加工數(shù)控機(jī)床時使用的產(chǎn)品材料的質(zhì)量也會發(fā)揮出決定性的作用，材料作為基礎(chǔ)性因素，始終是可靠性管理工作的重點(diǎn)對象。如果材料存有缺陷，數(shù)控機(jī)床也會出現(xiàn)失效的情況。材料選擇工作主要在機(jī)床以及相關(guān)部件的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中展開，不同類型的材料帶來的及具體影響有所不同，外購型材料與自制型材料的影響有所不同。材料可靠性分析過程復(fù)雜，但是必須被重視，相比其他可靠性指標(biāo)，材料給數(shù)控機(jī)床的影響更加深遠(yuǎn)。

2.4 技術(shù)方法

在部件產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，加工人員應(yīng)當(dāng)選擇使用合適的管理方法與管理技術(shù)，根據(jù)操作規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范以及工藝文件來安排高效的生產(chǎn)加工活動，保障機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。選用技術(shù)方法時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合測試階段、裝配階段以及加工階段的不同技術(shù)要求來確定方法的可行性，而在測試技術(shù)方法的可靠性時，管理方法的可靠性比較容易被忽視，數(shù)控機(jī)床的加工活動必須在穩(wěn)定的技術(shù)管理工作下展開。

2.5 生產(chǎn)環(huán)境

加工數(shù)控機(jī)床時的生產(chǎn)環(huán)境存在的風(fēng)險問題會降低加工活動的可靠性，現(xiàn)根據(jù)可靠性評定工作要求，探討環(huán)境可靠性分析工作的基本要點(diǎn)。

一方面，環(huán)境因素影響人員操作效率和可靠性，進(jìn)而對機(jī)床的可靠性產(chǎn)生影響，另一方面，環(huán)境因素影響材料、機(jī)器設(shè)備，影響到數(shù)控機(jī)床制造過程的可靠性。例如，過高或過低的溫度會對工作人員產(chǎn)生影響，同時，不同材料的熱膨脹系統(tǒng)不一樣，這會導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件發(fā)生一定的形變，從而影響數(shù)控機(jī)床零部件的加工精度。較高的相對濕度會引起金屬腐蝕，一些非金屬材料也會出現(xiàn)表面變形、腫脹的現(xiàn)象，導(dǎo)致摩擦增加，降低加工精度。此外，照明環(huán)境、通風(fēng)條件在不同程度上也會對制造人員和產(chǎn)品可靠性產(chǎn)生一定影響。

2.6 測量儀器

在數(shù)控機(jī)床制造過程中，測量儀器對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的影響體現(xiàn)在制造過程中的各種測量。例如，使用了精度不高的測量儀器，會影響零部件的表面質(zhì)量檢驗(yàn)以及幾何精度測量，最終導(dǎo)致制造的產(chǎn)品可靠性降低;計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了控制測量過程中儀器的準(zhǔn)確性，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)直接影響了產(chǎn)品的可靠性。

3 可靠性管理建議

可靠性評定系統(tǒng)中的各種指標(biāo)間存在相互影響的關(guān)系，數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成復(fù)雜，影響關(guān)鍵部件制備質(zhì)量的因素也有很多，可以以制作過程為準(zhǔn)，來安排各個制作環(huán)節(jié)中的評價工作。根據(jù)對數(shù)控機(jī)床制造活動的認(rèn)識，可將關(guān)鍵部件的加工工作劃分為加工環(huán)節(jié)、裝配環(huán)節(jié)與測試環(huán)節(jié)，分別在不同的環(huán)節(jié)中設(shè)置具體的測試指標(biāo)，結(jié)合一般性的評測原則來展開全方位的可靠性測評活動。在不同的可靠性評測環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)設(shè)定不同的重點(diǎn)測評事項(xiàng)，保障可靠性管理工作的實(shí)效價值。本文主要從制造過程、關(guān)鍵零部件和評價要素三個維度進(jìn)行可靠性評價分析，確定了制造過程可靠性評價的基本思路。分析了人員、機(jī)器設(shè)備、物料、方法、環(huán)境與測量等方面對于制造過程可靠性的影響因素，從而針對加工階段、裝配階段、測試階段的不同特點(diǎn)，提出了制造過程各個階段的可靠性評價指標(biāo)，構(gòu)建了制造過程可靠性評價指標(biāo)體系。產(chǎn)品可靠性的研究長久以來都是學(xué)術(shù)界和制造業(yè)重要的研究課題。但專家學(xué)者們對于可靠性的研究多集中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用階段。其中，在設(shè)計(jì)階段根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度和功能特點(diǎn)，開展可靠性建模、可靠性分配與預(yù)計(jì)、可靠性增長試驗(yàn)等;在使用階段主要針對收集到的故障信息對產(chǎn)品進(jìn)行壽命預(yù)測和可靠性評估;而對于產(chǎn)品形成的重要過程--制造過程，主要開展的質(zhì)量管理相關(guān)的工作。

4 結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)活動中占據(jù)重要地位，隨著新型數(shù)控機(jī)床被有效普及，其應(yīng)用范圍在多種現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域中擴(kuò)展，在制造數(shù)控機(jī)床時，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的具體要求來安排結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，同時還要制備質(zhì)量可靠的關(guān)鍵部件，本文主要針對這一制造環(huán)節(jié)中的可靠性評定工作展開研究，影響關(guān)鍵部件制備工作的因素有很多，管理者要全面地落實(shí)管理工作。評定數(shù)控機(jī)床加工過程可靠性的指標(biāo)系統(tǒng)還需被進(jìn)一步改良。

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