機械制造工藝可靠性研究

徐留明 柳晶

摘要：機械加工制造過程中，生產制造工藝可靠性與產品質量密切相關，與機械制造技術、設計理念與過程管理密不可分。在機械制造生產過程中，如不能充分考慮外在因素及制造工藝對機械制造可靠性的影響，可萌造成機械產品加工誤差較大，無法滿足機械產品加工標準要求。基于此，本文深入分析了機械制造可靠性內涵，并從技術支持、加強管理、工藝維修、工藝修正等方面提出建議措施，以期實現技術與過程管理的有機結合，提高機械制造工藝可靠性，滿足機械設備生產制造加工要求。

關鍵詞：機械制造;制作工藝;可靠性;工藝修正

0? 引言

在機械制造生產過程中，工藝可靠性受到廣泛關注，究其原因，是由于工藝制造可靠性直接影響機械產品質量，進而對機械制造企業經濟效益產生影響。本文重點分析了機械制造與機械制造工藝可靠性影響因素，并對工藝可靠性控制措施提出建議，以期實現機械制造工藝可靠性影響因素的有效控制，提高機械加工制造產品規范化、標準化，確保機械加工制造企業經濟效益。

1? 機械制造概述

機械加工制造是一項系統性工程，具體包括機械產品規劃、設計、加工、生產、檢驗與維修過程，基于機械產品規劃設計，借助工藝制造設備、技術對原材料、半成品等進行加工，最終實現規劃設計產品的標準化制造，滿足用戶需求。在機械制造過程中，受多種因素的影響，如工序安排、工藝偏差、機械設備磨損等情況，為確保機械制造工藝的順利實現，應定期對機械加工工藝、設備等進行維護和調整，以降低機械加工偏差對機械產品質量的影響。

2? 機械制造工藝可靠性及其特點

2.1 機械制造工藝可靠性概述

根據機械制造工藝特點，對影響工藝可靠性因素進行細化、衡量和綜合評價，以此構建機械制造工藝可靠性指標體系，具體包括產品可靠性和故障率、過程維護時間評價、過程穩定性與過程遺傳因素等。在指標體系中，機械制造工藝可靠性主要體現在：可靠的工藝和可靠的機械產品。可靠的工藝是指規定時間內機械零部件標準化加工制造，其合格率滿足機械加工制造可靠性要求;可靠的機械產品是指產品使用壽命其產品質量的變化，可靠性是產品質量的重要組成部分。

2.2 機械制造工藝可靠性特點

基于機械制造工藝技術原理，機械制造工藝可靠性具有系統性、綜合性等特點。

2.2.1 系統性

機械制造工藝可靠性貫穿于機械產品設計、制造、檢驗全過程，如產品設計不合理、不科學、容許誤差設置篇大，將對機械制造生產造成嚴重影響。如機械產品設計合理，但機械制造工藝過程不可靠，則其制造的機械產品質量控制難度大。因此，機械制造工藝可靠性應從整體規劃，基于設計、生產全過程配合，才能形成可靠穩定的有機整體。

2.2.2 綜合性

在機械制造工藝可靠性影響因素中，制造工藝過程尤為關鍵，是影響機械產品質量的直接性影響因素。為了提高機械制造工藝可靠性，應加強機械制造過程與其他生產過程的信息共享，如技術部門、生產部門、質檢部門等，并加強機械制造企業與原材料供應單位、半成品加工單位的溝通，根據原料性質變化、工藝設計變更等情況及時調整機械制造工藝參數，提高機械制造工藝控制的前瞻性與計劃性。

3? 機械制造工藝可靠性影響因素

機械制造工藝可靠性影響因素主要包括分類加工誤差、焊接工藝技術、精密加工技術等。

3.1 分類加工誤差因素

機械產品由復雜的零部件組成，其零部件包含大量的孔位、切割角度、形狀等，且每道工序的加工誤差都會對后續的工序產生影響，進而影響整個機械產品的加工制造和裝配，因此，機械制造加工誤差具有連續性、繼承性等特點。為滿足工藝可靠性控制要求，應將加工誤差進行分類，即“一般性誤差”、“中等誤差”、“嚴重誤差”，并根據加工誤差等級采取必要的處理措施，例如，在孔位加工中，可采用最小二乘法確定機械零部件孔位誤差，并根據測量數據對誤差水平進行調整，以滿足制造工藝可靠性要求。

3.2 焊接工藝技術因素

在機械制造工藝過程中，焊接技術是機械加工制造中最為常見的生產工序，也是機械制造工藝可靠性重要影響因素之一。常見的焊接工藝技術包括氣體保護焊、電阻焊和埋弧焊等。在焊接工藝中，受焊接技術、焊接材質、外部環境等因素的影響，其焊接質量可能存在一定的差異，因此，需要機械制造加工企業衡量焊接工藝特點和技術要求，合理采用焊接工藝。

3.3 精密加工技術因素

在機械制造工藝中，精密加工技術主要包括精密切削技術、超精密研磨技術等。通過采用配備靜密度較高的生產加工設備對原料、半成品進行精密加工，以滿足機械零部件標準化加工要求。例如，通過采用激光掃描機對機械零部件加工誤差進行控制，采用超精密研磨設備對零部件進行拋光處理等。在機械制造工藝中，精密加工設備加工誤差對直接影響工藝可靠性，因此，應加強對精密加工工序、設備的定期維護、維修與調整。

4? 機械制造工藝指標體系

在評價機械制造工藝可靠性時，應通過工藝穩定性、故障發生率、工藝故障平均維護時間、規范定量數據和工藝修定性進行綜合性評價，以此指導工藝調整實踐。

4.1 工藝穩定性指標

工藝穩定性指標是指機械制造零部件加工精度、標準化程度，以滿足機械產品連續生產質量要求。在評價機械制造工藝可靠性時，應將工藝穩定性作為重要的評價指標，并加強零部件的質量檢驗工作，以不合格零部件比例作為衡量工藝穩定性的重要參考，深入分析工藝穩定性影響因素，并采用有效措施加以控制。

4.2 工藝故障發生率

工藝故障發生率是指機械制造過程中故障發生幾率，即因工藝流程某一環節出現故障而導致整個加工制造工藝無法順利完成的故障幾率。當工藝故障發生時，必然導致機械制造工藝中斷，造成機械產品質量無法滿足技術標準和設計要求。然而，受客觀因素的影響，工藝故障發生不可能完全避免，如停電、設備損壞、人員操作失誤等，因此，為降低工藝故障發生率，應制定有效的預防和控制措施，并加強工藝設備的計劃性維修維護，將工藝故障發生率控制在可控范圍內，降低工藝故障對機械制造工藝和生產效益的影響。

4.3 工藝故障平均維修時間

為盡可能降低工藝故障對企業經濟效益的影響，在工藝故障發生后，應對工藝故障進行分析原因、維修、制定和落實預防控制措施。針對機械制造工藝故障問題，應將工藝故障平均維修時間作為工藝可靠性的重要評價指標，工藝失效的客觀性必然要求機械制造企業制定切實有效的預防和控制措施，加強工藝故障的預防性、計劃性維修、維護，以滿足機械制造工藝可靠性要求，尤其是在工藝負載的機械制造企業中，只有盡可能縮短工藝故障維修時間，才能確保機械制造工藝的連續性，提高機械制造企業生產加工能力，降低企業經濟損失。

4.4 工藝修正性

在機械制造企業中，機械產品生產受到多方面因素的影響，如生產環境、加工制造工藝升級等，一般而言，機械制造工藝是經工藝設計、驗證后實施的，機械制造工只需要根據既定的工藝路線進行制造加工即可，但由于不同生產環境、操作人員技術水平、過程管理等因素的影響，在不同的環節可能出現一些偏差，導致機械產品加工誤差超出容許值，需要在后續的工序中進行檢驗和修正。例如，在機械零部件孔位加工中，孔位的特征值可能存在偏差，因此，在機械制造工藝中，應通過加工過程檢驗和后續工序調整，提高工藝可靠性，并將工藝修正性作為衡量工藝可靠性的重要評價指標。

4.5 工藝遺傳性

在機械制造工藝中，雖然部分工序誤差可通過后續工序的調整進行修正，但部分加工誤差可能無法完全消除，并可能對后續工序造成一定的影響。同時，在機械制造工藝中，如加工誤差累計，可能造成機械零部件、機械產品質量問題，進而影響機械產品可靠性。針對此類具有遺傳性的誤差，其各工序可能均在誤差容許值范圍內，但通過積累導致機械零部件加工尺寸、孔位、形狀等性能指標出現較大的偏差，且工藝遺傳性具有難以發現和控制等特點，一旦將直接影響機械產品質量，因此，應將工藝遺傳性作為工藝可靠性的重要評價指標，并結合工藝遺傳性出現環節、工序共性進行研究，并采取工藝優化等措施加以控制。

5? 結語

在機械制造企業生產中，工藝可靠性貫穿于機械制造設計、生產全過程，存在于加工誤差、焊接、精密加工等工序，且具有客觀存在的特點，要求機械制造企業認真梳理工藝可靠性影響因素和評價指標，并通過科學方法對潛在的影響因素進行分析和研究，制定有效的措施加以預防和控制，將工藝故障危害和發生頻率控制在合理范圍內，降低工藝故障對機械制造企業經濟效益的影響，保障機械制造企業健康穩定發展。

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