機械制造工藝的可靠性探討

盧 祥

浙江杭鉆機械制造股份有限公司 浙江 杭州 310016

1 引言

機械加工制造行業中,產品質量一直是關鍵點,這與生產制造工藝的可靠性密不可分,同時也決定著機械制造企業的經濟效益。而機械加工制造過程比較復雜,包含了產品規劃、設計、加工、生產、檢驗和維修等過程,屬于系統性工程。通過可靠的機械制造工藝的應用,對原材料或半成品進行加工,有助于對規劃設計產品的標準化制造并滿足客戶和市場需求。但是在此過程中也容易受到工序、工藝以及設備等因素的影響,為此需要綜合分析影響機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 機械制造工藝可靠性及其特點

2.1 機械制造工藝可靠性 基于對機械制造工藝特點的分析,綜合衡量和評價影響工藝可靠性的因素,構建起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內容的機械制造工藝可靠性指標體系。基于此指標體系可知,可靠的工藝和機械產品是決定機械制造工藝可靠性的關鍵,前者指的是在規定時間內采取標準化的方式加工機械零件并保證符合相應的可靠性要求。后者則指的是產品使用壽命以及產品質量的變化,直接決定產品質量。

2.2 機械制造工藝可靠性特點 系統性和綜合性是機械制造工藝可靠性的兩大特點,對于前者來說,此可靠性體現在機械產品的設計、制造、檢驗等全過程中,容易由于設計不合理、不科學而導致機械制造工藝不可靠并影響產品質量。這就需要通過系統性的整體規劃、設計和生產之間的配合來保證可靠穩定的有機整體。對于后者來說,機械制造工藝過程是否可靠直接影響產品質量,因此在整個制造過程中需要技術、生產和質檢部門之間實現信息共享,同時要加強與原材料供應單位和半成品加工單位之間的溝通,結合原材料性質變化和工藝設計變更等對機械制造工藝參數加以調整優化,保證機械制造工藝控制的前瞻性和計劃性。

3 機械制造工藝可靠性影響因素

3.1 分類加工誤差因素 機械產品中包含大量不同形狀和結構的零件,這些零件加工的所有工序中出現誤差都會對其他工序以及最終質量產生影響。此類誤差因素表現出連續性和繼承性的特點,可以分為一般、中等和嚴重誤差等類型,針對不同誤差類型則應采取相應的處理措施。比如在孔位加工中,針對孔位誤差可以使用最小二乘法進行確定并結合測量數據來調整誤差水平。

3.2 焊接工藝技術因素 焊接是常見的機械制造工藝,目前比較常用氣體保護焊、電阻焊和埋弧焊等類型,在此技術工藝中,容易由于焊接技術工藝、材質和外部環境等導致誤差而影響焊接質量,需要結合焊接工藝特點和技術要求來科學選擇焊接工藝并加以控制。

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

4 機械制造工藝指標體系

4.1 工藝穩定性 此類指標主要包括機械制造零部件加工精度和標準化程度,可以通過做好零部件的質量檢驗,評價機械制造工藝可靠性,以其中不合理零部件的比例作為衡量工藝穩定性的依據,并分析不合格零部件的原因并加以控制。

4.2 工藝故障發生率 在機械制造工藝流程中一旦某個環節出現故障會影響整個加工制造環節無法順利開展,這也會中斷機械制造工藝,導致最終產品質量不達標。由于停電、設備自然損壞以及人員操作失誤等因素會不可避免引發工藝故障而影響工藝可靠性,除了要制定有效的預防和控制措施,還要做好設備的檢修維護工作,盡量將故障發生率控制在允許范圍之內。

4.3 工藝故障平均維修時間 針對上述發生的工藝故障,需要分析原因并制定和落實預防措施,盡量降低故障發生率及其造成的危害,針對此工藝故障可以將故障平均維修時間作為評價指標。由于不可避免會出現工藝失效問題,因此需要制造企業制定有效的預防和控制措施,做好對工藝故障的預防、計劃性維修等工作,縮短工藝故障維修時間并保證工藝連續性,提升企業生產加工能力。

4.4 工藝修正性 在機械制造企業中具體制定工藝路線開展制造加工作業時,容易由于環境、人為以及過程管理等因素的不同而導致出現偏差,這就需要在后續工序中檢驗和修正產品加工誤差,從而提升工藝可靠性。這也是衡量工藝可靠性的重要評價指標。

4.5 工藝遺傳性 盡管通過后續工序調整可以修正部分工序誤差,但是仍然存在無法消除的加工誤差,這就會在機械制造工藝中逐漸累積加工誤差而影響產品質量。也就是說,基于工藝遺傳性的特點,盡管各個工序中的誤差在允許范圍之內,也容易通過積累而導致不同性能指標超出標準范圍而影響產品質量。因此也需要將工藝遺傳性作為工藝可靠性的評價指標來研究其出現環節和工序共性等,基于上述研究結果采取工藝優化的方式進行預防和控制。

5 結語

在機械制造的設計、生產等全過程中貫穿著工藝可靠性,且表現出系統性、綜合性與客觀性等特點。因此基于影響工藝可靠性的因素并明確和研究相應的評價指標,采取有效措施加以預防控制,保證產品質量和企業經濟效益。