机械制造工艺的可靠性探讨

卢 祥

浙江杭钻机械制造股份有限公司 浙江 杭州 310016

1 引言

机械加工制造行业中,产品质量一直是关键点,这与生产制造工艺的可靠性密不可分,同时也决定着机械制造企业的经济效益。而机械加工制造过程比较复杂,包含了产品规划、设计、加工、生产、检验和维修等过程,属于系统性工程。通过可靠的机械制造工艺的应用,对原材料或半成品进行加工,有助于对规划设计产品的标准化制造并满足客户和市场需求。但是在此过程中也容易受到工序、工艺以及设备等因素的影响,为此需要综合分析影响机械制造工艺可靠性的因素并研究提升此可靠性的有效策略。

2 机械制造工艺可靠性及其特点

2.1 机械制造工艺可靠性 基于对机械制造工艺特点的分析,综合衡量和评价影响工艺可靠性的因素,构建起包括产品可靠性和故障率、过程维护时间评价、过程稳定性与过程遗传因素等内容的机械制造工艺可靠性指标体系。基于此指标体系可知,可靠的工艺和机械产品是决定机械制造工艺可靠性的关键,前者指的是在规定时间内采取标准化的方式加工机械零件并保证符合相应的可靠性要求。后者则指的是产品使用寿命以及产品质量的变化,直接决定产品质量。

2.2 机械制造工艺可靠性特点 系统性和综合性是机械制造工艺可靠性的两大特点,对于前者来说,此可靠性体现在机械产品的设计、制造、检验等全过程中,容易由于设计不合理、不科学而导致机械制造工艺不可靠并影响产品质量。这就需要通过系统性的整体规划、设计和生产之间的配合来保证可靠稳定的有机整体。对于后者来说,机械制造工艺过程是否可靠直接影响产品质量,因此在整个制造过程中需要技术、生产和质检部门之间实现信息共享,同时要加强与原材料供应单位和半成品加工单位之间的沟通,结合原材料性质变化和工艺设计变更等对机械制造工艺参数加以调整优化,保证机械制造工艺控制的前瞻性和计划性。

3 机械制造工艺可靠性影响因素

3.1 分类加工误差因素 机械产品中包含大量不同形状和结构的零件,这些零件加工的所有工序中出现误差都会对其他工序以及最终质量产生影响。此类误差因素表现出连续性和继承性的特点,可以分为一般、中等和严重误差等类型,针对不同误差类型则应采取相应的处理措施。比如在孔位加工中,针对孔位误差可以使用最小二乘法进行确定并结合测量数据来调整误差水平。

3.2 焊接工艺技术因素 焊接是常见的机械制造工艺,目前比较常用气体保护焊、电阻焊和埋弧焊等类型,在此技术工艺中,容易由于焊接技术工艺、材质和外部环境等导致误差而影响焊接质量,需要结合焊接工艺特点和技术要求来科学选择焊接工艺并加以控制。

3.3 精密加工技术因素 精密切削和超精密研磨是目前常用的精密加工技术,在此技术应用时需要应用具有较高精密度的设备对原料和半成品开展加工作业。比如通过激光扫描机的应用来控制零件的加工误差,并通过超精密研磨设备开展抛光处理工作,此类设备的加工误差也直接影响机械制造工艺的可靠性,因此要选择合理的设备并做好对设备的定期检修与校核等工作。

4 机械制造工艺指标体系

4.1 工艺稳定性 此类指标主要包括机械制造零部件加工精度和标准化程度,可以通过做好零部件的质量检验,评价机械制造工艺可靠性,以其中不合理零部件的比例作为衡量工艺稳定性的依据,并分析不合格零部件的原因并加以控制。

4.2 工艺故障发生率 在机械制造工艺流程中一旦某个环节出现故障会影响整个加工制造环节无法顺利开展,这也会中断机械制造工艺,导致最终产品质量不达标。由于停电、设备自然损坏以及人员操作失误等因素会不可避免引发工艺故障而影响工艺可靠性,除了要制定有效的预防和控制措施,还要做好设备的检修维护工作,尽量将故障发生率控制在允许范围之内。

4.3 工艺故障平均维修时间 针对上述发生的工艺故障,需要分析原因并制定和落实预防措施,尽量降低故障发生率及其造成的危害,针对此工艺故障可以将故障平均维修时间作为评价指标。由于不可避免会出现工艺失效问题,因此需要制造企业制定有效的预防和控制措施,做好对工艺故障的预防、计划性维修等工作,缩短工艺故障维修时间并保证工艺连续性,提升企业生产加工能力。

4.4 工艺修正性 在机械制造企业中具体制定工艺路线开展制造加工作业时,容易由于环境、人为以及过程管理等因素的不同而导致出现偏差,这就需要在后续工序中检验和修正产品加工误差,从而提升工艺可靠性。这也是衡量工艺可靠性的重要评价指标。

4.5 工艺遗传性 尽管通过后续工序调整可以修正部分工序误差,但是仍然存在无法消除的加工误差,这就会在机械制造工艺中逐渐累积加工误差而影响产品质量。也就是说,基于工艺遗传性的特点,尽管各个工序中的误差在允许范围之内,也容易通过积累而导致不同性能指标超出标准范围而影响产品质量。因此也需要将工艺遗传性作为工艺可靠性的评价指标来研究其出现环节和工序共性等,基于上述研究结果采取工艺优化的方式进行预防和控制。

5 结语

在机械制造的设计、生产等全过程中贯穿着工艺可靠性,且表现出系统性、综合性与客观性等特点。因此基于影响工艺可靠性的因素并明确和研究相应的评价指标,采取有效措施加以预防控制,保证产品质量和企业经济效益。