機(jī)械制造工藝的可靠性探討

盧 祥

浙江杭鉆機(jī)械制造股份有限公司 浙江 杭州 310016

1 引言

機(jī)械加工制造行業(yè)中,產(chǎn)品質(zhì)量一直是關(guān)鍵點(diǎn),這與生產(chǎn)制造工藝的可靠性密不可分,同時(shí)也決定著機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而機(jī)械加工制造過程比較復(fù)雜,包含了產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和維修等過程,屬于系統(tǒng)性工程。通過可靠的機(jī)械制造工藝的應(yīng)用,對(duì)原材料或半成品進(jìn)行加工,有助于對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制造并滿足客戶和市場(chǎng)需求。但是在此過程中也容易受到工序、工藝以及設(shè)備等因素的影響,為此需要綜合分析影響機(jī)械制造工藝可靠性的因素并研究提升此可靠性的有效策略。

2 機(jī)械制造工藝可靠性及其特點(diǎn)

2.1 機(jī)械制造工藝可靠性 基于對(duì)機(jī)械制造工藝特點(diǎn)的分析,綜合衡量和評(píng)價(jià)影響工藝可靠性的因素,構(gòu)建起包括產(chǎn)品可靠性和故障率、過程維護(hù)時(shí)間評(píng)價(jià)、過程穩(wěn)定性與過程遺傳因素等內(nèi)容的機(jī)械制造工藝可靠性指標(biāo)體系?；诖酥笜?biāo)體系可知,可靠的工藝和機(jī)械產(chǎn)品是決定機(jī)械制造工藝可靠性的關(guān)鍵,前者指的是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)采取標(biāo)準(zhǔn)化的方式加工機(jī)械零件并保證符合相應(yīng)的可靠性要求。后者則指的是產(chǎn)品使用壽命以及產(chǎn)品質(zhì)量的變化,直接決定產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 機(jī)械制造工藝可靠性特點(diǎn) 系統(tǒng)性和綜合性是機(jī)械制造工藝可靠性的兩大特點(diǎn),對(duì)于前者來(lái)說(shuō),此可靠性體現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等全過程中,容易由于設(shè)計(jì)不合理、不科學(xué)而導(dǎo)致機(jī)械制造工藝不可靠并影響產(chǎn)品質(zhì)量。這就需要通過系統(tǒng)性的整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之間的配合來(lái)保證可靠穩(wěn)定的有機(jī)整體。對(duì)于后者來(lái)說(shuō),機(jī)械制造工藝過程是否可靠直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此在整個(gè)制造過程中需要技術(shù)、生產(chǎn)和質(zhì)檢部門之間實(shí)現(xiàn)信息共享,同時(shí)要加強(qiáng)與原材料供應(yīng)單位和半成品加工單位之間的溝通,結(jié)合原材料性質(zhì)變化和工藝設(shè)計(jì)變更等對(duì)機(jī)械制造工藝參數(shù)加以調(diào)整優(yōu)化,保證機(jī)械制造工藝控制的前瞻性和計(jì)劃性。

3 機(jī)械制造工藝可靠性影響因素

3.1 分類加工誤差因素 機(jī)械產(chǎn)品中包含大量不同形狀和結(jié)構(gòu)的零件,這些零件加工的所有工序中出現(xiàn)誤差都會(huì)對(duì)其他工序以及最終質(zhì)量產(chǎn)生影響。此類誤差因素表現(xiàn)出連續(xù)性和繼承性的特點(diǎn),可以分為一般、中等和嚴(yán)重誤差等類型,針對(duì)不同誤差類型則應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。比如在孔位加工中,針對(duì)孔位誤差可以使用最小二乘法進(jìn)行確定并結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整誤差水平。

3.2 焊接工藝技術(shù)因素 焊接是常見的機(jī)械制造工藝,目前比較常用氣體保護(hù)焊、電阻焊和埋弧焊等類型,在此技術(shù)工藝中,容易由于焊接技術(shù)工藝、材質(zhì)和外部環(huán)境等導(dǎo)致誤差而影響焊接質(zhì)量,需要結(jié)合焊接工藝特點(diǎn)和技術(shù)要求來(lái)科學(xué)選擇焊接工藝并加以控制。

3.3 精密加工技術(shù)因素 精密切削和超精密研磨是目前常用的精密加工技術(shù),在此技術(shù)應(yīng)用時(shí)需要應(yīng)用具有較高精密度的設(shè)備對(duì)原料和半成品開展加工作業(yè)。比如通過激光掃描機(jī)的應(yīng)用來(lái)控制零件的加工誤差,并通過超精密研磨設(shè)備開展拋光處理工作,此類設(shè)備的加工誤差也直接影響機(jī)械制造工藝的可靠性,因此要選擇合理的設(shè)備并做好對(duì)設(shè)備的定期檢修與校核等工作。

4 機(jī)械制造工藝指標(biāo)體系

4.1 工藝穩(wěn)定性 此類指標(biāo)主要包括機(jī)械制造零部件加工精度和標(biāo)準(zhǔn)化程度,可以通過做好零部件的質(zhì)量檢驗(yàn),評(píng)價(jià)機(jī)械制造工藝可靠性,以其中不合理零部件的比例作為衡量工藝穩(wěn)定性的依據(jù),并分析不合格零部件的原因并加以控制。

4.2 工藝故障發(fā)生率 在機(jī)械制造工藝流程中一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障會(huì)影響整個(gè)加工制造環(huán)節(jié)無(wú)法順利開展,這也會(huì)中斷機(jī)械制造工藝,導(dǎo)致最終產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。由于停電、設(shè)備自然損壞以及人員操作失誤等因素會(huì)不可避免引發(fā)工藝故障而影響工藝可靠性,除了要制定有效的預(yù)防和控制措施,還要做好設(shè)備的檢修維護(hù)工作,盡量將故障發(fā)生率控制在允許范圍之內(nèi)。

4.3 工藝故障平均維修時(shí)間 針對(duì)上述發(fā)生的工藝故障,需要分析原因并制定和落實(shí)預(yù)防措施,盡量降低故障發(fā)生率及其造成的危害,針對(duì)此工藝故障可以將故障平均維修時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于不可避免會(huì)出現(xiàn)工藝失效問題,因此需要制造企業(yè)制定有效的預(yù)防和控制措施,做好對(duì)工藝故障的預(yù)防、計(jì)劃性維修等工作,縮短工藝故障維修時(shí)間并保證工藝連續(xù)性,提升企業(yè)生產(chǎn)加工能力。

4.4 工藝修正性 在機(jī)械制造企業(yè)中具體制定工藝路線開展制造加工作業(yè)時(shí),容易由于環(huán)境、人為以及過程管理等因素的不同而導(dǎo)致出現(xiàn)偏差,這就需要在后續(xù)工序中檢驗(yàn)和修正產(chǎn)品加工誤差,從而提升工藝可靠性。這也是衡量工藝可靠性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.5 工藝遺傳性 盡管通過后續(xù)工序調(diào)整可以修正部分工序誤差,但是仍然存在無(wú)法消除的加工誤差,這就會(huì)在機(jī)械制造工藝中逐漸累積加工誤差而影響產(chǎn)品質(zhì)量。也就是說(shuō),基于工藝遺傳性的特點(diǎn),盡管各個(gè)工序中的誤差在允許范圍之內(nèi),也容易通過積累而導(dǎo)致不同性能指標(biāo)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此也需要將工藝遺傳性作為工藝可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)研究其出現(xiàn)環(huán)節(jié)和工序共性等,基于上述研究結(jié)果采取工藝優(yōu)化的方式進(jìn)行預(yù)防和控制。

5 結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械制造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等全過程中貫穿著工藝可靠性,且表現(xiàn)出系統(tǒng)性、綜合性與客觀性等特點(diǎn)。因此基于影響工藝可靠性的因素并明確和研究相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo),采取有效措施加以預(yù)防控制,保證產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。