淺析機(jī)械制造工程的可靠性

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1 機(jī)械制造工藝可靠性

1.1工藝可靠性

可靠性的定義是通用的，對(duì)于不同的產(chǎn)品可靠性所指也是有所不同的，不同的產(chǎn)品都會(huì)突出產(chǎn)品的使用功能，并且它的主要使用功能上保證一定的可靠。而本文研究的可靠性則是指機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品在進(jìn)行機(jī)械制造過(guò)程需要完成的功能。

1.2產(chǎn)品可靠性與質(zhì)量的區(qū)別

產(chǎn)品的質(zhì)量包括產(chǎn)品的性能、耐用性、統(tǒng)一性、美觀性及可靠性。由此可以看出產(chǎn)品的可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)組成部分。不可否認(rèn)，可靠性是影響產(chǎn)品質(zhì)量最重要的部分之一。而通常來(lái)講，質(zhì)量與時(shí)間之間似乎不存在著必然的聯(lián)系，但是可靠性卻與時(shí)間有很大的關(guān)系，這也是質(zhì)量與可靠性之間最明顯的差別之一。因此，有些專(zhuān)家又將可靠性認(rèn)定為“隨時(shí)間變化的質(zhì)量”，如果從這個(gè)層面上進(jìn)行理解，一個(gè)具有好質(zhì)量的產(chǎn)品并一定具有高可靠性。由此可以得出產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性之間存在著聯(lián)系卻又存在著區(qū)別。

2機(jī)械制造的工藝可靠性研究存在的問(wèn)題

2.1缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)對(duì)機(jī)械制造的工藝可靠性研究

雖然已經(jīng)開(kāi)始，但是人們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到加工過(guò)程保障產(chǎn)品的可靠性的研究就是對(duì)制造過(guò)程的可靠性研究。當(dāng)前，很多企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的可靠性研究都是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段影響產(chǎn)品可靠性的因素考慮的十分全面，但是對(duì)于機(jī)械制造過(guò)程中，導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性出現(xiàn)問(wèn)題的因素卻沒(méi)有進(jìn)行深入的探討，而在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)過(guò)程控制不嚴(yán)格、加工設(shè)備的退化、材料的選取不合標(biāo)準(zhǔn)，以及生產(chǎn)環(huán)境的影響等，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生影響，并且這些因素分析與控制起來(lái)，比設(shè)計(jì)階段的因素難得多，但是，僅管很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)識(shí)到了生產(chǎn)過(guò)程中這些因素可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品可靠性產(chǎn)生影響，但是仍然沒(méi)能重視和開(kāi)展這方面的研究。

2.2缺少嚴(yán)格的系統(tǒng)評(píng)定指標(biāo)

當(dāng)前，很多機(jī)械制造企業(yè)都是采用評(píng)定工序加工穩(wěn)定度的能力指數(shù)，這個(gè)指標(biāo)用于單道工序的穩(wěn)定度評(píng)價(jià)還是有一定的借鑒意義的，但是卻不能用于整個(gè)加工過(guò)程，整個(gè)產(chǎn)品可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因?yàn)樗茈y整合這道工序之前的工序與之后的工序?qū)Ξa(chǎn)品產(chǎn)生的影響，還不能將這些影響因素整合到一起，因此，產(chǎn)品可靠性評(píng)定指標(biāo)還處于空缺的狀態(tài)。由于對(duì)機(jī)械制造工藝的可靠性認(rèn)識(shí)上存在著不足，再?zèng)]有了科學(xué)的、確定的評(píng)定指標(biāo)，機(jī)械制造的工藝可靠性研究可以說(shuō)是任重道遠(yuǎn)。

2.3缺少可靠性指標(biāo)與過(guò)程變量關(guān)系的研究

制造過(guò)程中變量是指產(chǎn)品加工過(guò)程中的工位特征，但是這些變量會(huì)在產(chǎn)品制造過(guò)程中相互作用，并且互相影響，因此，控制它們并分解它們之間的關(guān)系變得特別困難。通過(guò)以上的分析，可以得到產(chǎn)品可靠性的指標(biāo)與這些變量之間的關(guān)系是十分密切的，只有了解與控制了這些變量之間的相互作用，才能保證可靠性指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而，不同的制造產(chǎn)業(yè)，涉及的到的變量又是不同的，例如汽車(chē)配件制造與摩托車(chē)配件制造之間就存在著明顯的差異，影響二者可靠性指標(biāo)的內(nèi)容也可以說(shuō)是千差萬(wàn)別，再加上加工材質(zhì)的區(qū)別，工藝路線的不統(tǒng)一，這些都為定量模型的建立帶來(lái)難度，為產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的確定帶來(lái)難題。

2.4缺少可靠性評(píng)定方法的研究

一個(gè)產(chǎn)品是否具有可靠性，或者它的可靠性是否達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，需要企業(yè)進(jìn)行大量的樣本實(shí)驗(yàn)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)制作出的樣本做長(zhǎng)時(shí)間的性能測(cè)試。前面提高產(chǎn)品可靠性是與時(shí)間有關(guān)系的，因此，測(cè)定一個(gè)樣品或是一批樣品可靠性是否達(dá)到了要求，需要一個(gè)周期，有的產(chǎn)品可能會(huì)需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，但是確定樣品是否具有可靠性這一點(diǎn)來(lái)講，很多企業(yè)都是沒(méi)有等到最后的結(jié)果，就迫不急待的投入生產(chǎn)。這就是可靠的評(píng)定方法的缺失導(dǎo)致的結(jié)果。沒(méi)有可靠的評(píng)定方法，沒(méi)有系統(tǒng)的程序化的流程，就不能保證開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品得到科學(xué)的可靠的評(píng)定。

3機(jī)械制造的工藝可靠性指標(biāo)體系建立

建立工藝可靠性指標(biāo)，就要對(duì)生產(chǎn)中的各種要素進(jìn)行分析，再進(jìn)行綜合，全面考慮機(jī)械制造過(guò)程中加工設(shè)備、加工工序、加工環(huán)境、加工技術(shù)等多項(xiàng)因素。并且指標(biāo)體系的建立應(yīng)盡量做到完整、適用、科學(xué)、可行。主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1工藝可靠度

工藝可靠度是工藝可靠性研究的總目標(biāo)，也是最終目標(biāo)。工藝可靠度是指機(jī)械制造過(guò)程中，無(wú)論是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，還是生產(chǎn)技術(shù)都要滿足制造工藝的要求。

3.2故障發(fā)生率

任何一個(gè)產(chǎn)品在使用的過(guò)程中都會(huì)發(fā)生故障，但是這些故障的發(fā)生如果控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，就不會(huì)影響可靠性，而過(guò)高的故障發(fā)生率必然會(huì)對(duì)產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生影響，從另一側(cè)面也說(shuō)明了這種產(chǎn)品的可靠性較差。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，一旦發(fā)生故障，會(huì)給生產(chǎn)商造成一定經(jīng)濟(jì)上損失，但是故障的發(fā)生的確是不能全部避免的。但是技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)保證較低的故障發(fā)生率，因此也是考查產(chǎn)品可靠性的重要指標(biāo)。

3.3故障的平均維修時(shí)間

機(jī)械制造系統(tǒng)本身的可靠性并不完全受故障率多少來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行維修的時(shí)間，及時(shí)的排除工藝的故障，才能減少故障停止生產(chǎn)導(dǎo)致的損失。對(duì)于機(jī)械工藝可靠性來(lái)講，故障的平均修復(fù)能力也是用來(lái)衡量制作過(guò)程中可靠性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4穩(wěn)定性

工藝的穩(wěn)定性是指在有限的時(shí)間內(nèi)，機(jī)械制造過(guò)程中能夠?qū)⑦@些影響的因素控制在一個(gè)偏差允許的范圍內(nèi)，能夠保證在一定的精度可控范圍內(nèi)。如果機(jī)械加工的所有工序在受控的狀態(tài)下，制造出來(lái)的產(chǎn)品就滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，也就具有一定的穩(wěn)定性。而工序的穩(wěn)定性受加工過(guò)程中很多因素影響，同時(shí)也受管理水平的影響。

3.5自修正性

機(jī)械制造過(guò)程中受多種外在因素的影響會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生加工誤差，但是產(chǎn)品的生產(chǎn)工序如果具有較好的修正性的話，就會(huì)在后續(xù)的工序中將前面工序中出現(xiàn)的偏差修正過(guò)來(lái)。這種特性被稱為工藝的自修正性。工藝的自修正性是較難實(shí)現(xiàn)的，它對(duì)工序的精度要求也是較高的，但是它可以作為合理調(diào)整產(chǎn)品關(guān)鍵工位特征達(dá)到要求精度的一種重要方法。

3.6遺傳性

工藝的遺傳性是指后一道工序上產(chǎn)生的偏差是由前面的一道工序的誤差產(chǎn)生，或是由前面很多工藝?yán)鄯e到一起的結(jié)果，而這些誤差沒(méi)有在前面得到解決，而是進(jìn)一步傳給了一下道工序。工藝的遺傳性會(huì)對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程中對(duì)可靠性的控制產(chǎn)生很不好的影響，如果累積到最后一道工序都難以修正的話，這個(gè)產(chǎn)品的可靠性也就不能滿足設(shè)計(jì)要求了。

4結(jié)論

機(jī)械制造的工藝可靠性在我國(guó)的研究仍然處于初步階段，還有很多沒(méi)有解決的問(wèn)題，例如評(píng)定指標(biāo)的確定，評(píng)定體系形成等，但是，機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展與制造水平的提高以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各個(gè)制造企業(yè)不得不重視工藝可靠性的研究，也引起了社會(huì)各界的深度關(guān)注。

作者：張宏聲 單位：山東自立幕墻工程有限公司