机械制造工艺的可靠性探析

黄文忠

摘要：随着工业全球化的迅猛发展，机械制造产业的发展日新月异，受市场竞争和顾客对产品质量要求逐步提高的影响，企业在激烈的市场竞争中需要不断提高产品可靠性，不断满足消费者满意度，同时也增强了企业的竞争力。文章对机械制造工艺的可靠性进行了探析。

关键词：机械制造业；制造工艺；可靠性；机械化；机械制造装备 文献标识码：A

中图分类号：TH162 文章编号：1009-2374（2016）25-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.042

1 概述

机械制造可靠性指在规定的生产条件与生产时间下，机械制造工艺可以生产出满足可靠性要求产品的能力。由此可见，产品制造的工艺设计、制造流程、管理方法等不同的方面都涵盖在机械制造可靠性中。产品可靠性的指标是在产品设计时制定的，但能否达到可靠性指标是由机械制造流程与工艺决定的。所以说产品的可靠性需要由制造工艺的可靠性决定，制造工艺是提高产品可靠性的重要因素。就目前国内外对产品与制造工艺可靠性研究来看，尤其是产品设计的可靠性已经发展得较为完善，但是制造工艺可靠性的研究还未得到普遍重视，而且制造过程中操作人员、机械设备、产品原材料、车间环境等都会影响机械加工制造，从而大大增加了机械制造工艺可靠性研究的难度，导致机械制造工艺的研究一直处于落后的状态，缺乏系统的认识，现有的研究成果难以投入到实际的机械制造加工中。

2 关系机器制造工艺的因素及研究可靠性的方法、指标体系

2.1 影响可靠性的各类因素

机械制造过程影响工艺可靠性的因素很多，而且错综复杂，某种工艺缺陷可能是由一种或多种影响因素发生故障造成，也可能是由多种影响因素相互关联造成，归纳起来大致为人、机、料、法、环、测、管（6M1E）七类。在制造过程，人的影响不容忽视，人员责任心不强、业务水平差或者身心健康状况欠佳，会造成管理不到位或发生错误。机器设备、工装陈旧、落后，制造精度差，故障率高，就难以保证产品制造过程的稳定性和制造精度。工艺技术复杂、落后，工艺设计不合理，工艺文件管理混乱，就难以保证正常生产和制造产品的可靠性。原材料存在缺陷、性能不满足要求就无法保证产品性能和可靠性。检测器具的精度和先进性直接影响产品检测质量和效率。环境条件包括生产过程的场地大小，通风、照明、温湿度等对产品性能、质量、可靠性的影响也很大。工艺管理受控、监管到位，可以有效预防生产过程各环节少出错误、故障，保证工艺可靠性的实现。

2.2 研究可靠性的不同方法

可靠的分析方法可以保证一套工艺是否能合理可行，在制造过程中少出故障。在制造过程中很多影响因素难以定量描述，而对不能够定量描述的因素大多采用定性的分析研究，通常的定性研究方法有故障模式影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）等方法，科学的定性分析方法也可以对过程的影响因素进行准确分析。

2.3 研究可靠性的指标体系

不能通过仔细的观察或尝试了解制造工艺是否达到所需要的标准，然而更不可能轻而易举地对产品的质量进行到位的评价。那么就带来了问题，应该采取什么方法去体现机械制造工艺的相关性能以及产品质量是否符合标准？这就需要我们采取相对应的措施去解决这些现实问题，可以通过对产品设置一套指标体系，然后对产品的各方面性能检验，再与指标详细对比，就能发现出差距和问题。由于产品只有机械制造完成后才能发现相关不符合要求的地方，需要我们仔细与指标标准做详细比对，发现问题并及时解决。在对机械工艺进行评价的时候，问题的出现及发现就反映出了指标的可靠性。从了解的大量数据及结果来看一套科学合理的指标体系很有必要，好的体系大概包括以下方面：稳定性、故障发生率、维修故障平均时间、自修性等，都可以去对工艺可靠性指标进行详细的比对及分析。

在具体比对过程中，不同的指标可能会产生不同程度的影响。从以下五个方面进行探究：（1）全面性：要求指标体系可以全面将机械制造工艺的所有可靠性要求进行概述，不可遗漏一项；（2）达标性：机械制造在生产完成过程中，指标体系可进行功能指导作用，只有在制造过程中满足功能需求，从而保证制定合理的定量描述来要求制造过程的生产能力；（3）适应性：指标体系与机械制造流程中的运行机制要相互适应，对应着制造过程中的各种模式包括已经失效的功能；（4）使用广：指标体系可以应用在很多的制造过程中，在应用过程中选取对应该制造过程的指标评价体系对工艺可靠性进行评定；（5）核算性：机械制造实际运行过程中，指标体系会进行定量核算，从而确保产品的可

靠性。

3 从不同的角度对制造工艺进行分析及评价

一般是在机械未批量生产之前对机械制造工艺过程进行试验，及时有效发现工艺运行环节中存在的问题及隐患，从而收集数据去对工艺进行改造。还可以通过发现的信息从系统层面与指标层面对制造完成后的产品进行详细的分析及改造。系统层面主要从机械制造的整个制造流程出发，利用产品可靠性的指标来评价整个工艺的可靠度。将试运行阶段生产的产品可靠值与设计值进行对比，通过比值来确定机械制造工艺可靠性能否达到要求。由此可见，需要准确地估算出产品可靠性才能保证此类评价方法的准确性。在机器进行投产使用前，大部分的企业无法对机械在以后的进程中进行预测，所以此种方式运用较少。指标层面的评价方法是将寿命时间满足威布尔定律的产品作为评价样品，然后收集相似产品的各项关键性的可靠性数据信息，将评价样品与相似产品的各种相同的可靠性数据信息进行对比分析，从而确定机械制造工艺可靠性是否满足要求。

在机械制造过程中，在规定的生产条件下，制造工艺失去了确保产品可靠性的功能性，即为工艺故障。如果制造过程中出现工艺故障，不但会影响已经制造的产品质量可靠性，而且对整个制造流程的加工进度都会产生影响，最终会给制造企业带来严重的损失。那么在制造过程中需要控制工艺生产流程，避免出现故障问题。但在实际的制造过程中，存在诸多的影响因素，导致出现不同类型的工艺故障，如果机械制造工艺可靠性达到指标，工艺故障的发生频率将大大降低，所以机械制造工艺可靠性体系中需要引入工艺故障发生率来评价。

4 增强机械制造工艺可靠性的解决措施

4.1 加强工艺技术管理，提高装备和工艺技术水平

技术是否先进关系着机械制造工艺是否能够在有限的时间内实现产品可靠性，所以及时学习引进新的工艺也很关键，要通过不断提高机械制造装备自动化程度和工艺技术水平，来提高机械制造工艺可靠性。在工艺总方案策划及工艺设计过程中应当注重工艺可靠性策划，合理安排各道工序加工顺序，正确选用工艺设备、工艺参数、工装和检测器具，明确关键孔位特征，制定相应的工艺控制措施，并尽可能采用经过大量实践验证的操作简单、成熟、规范的工艺技术，来保证工艺可靠性。

4.2 深入研究各类影响可靠性的因素并加以控制

为了确保机械制造工艺可靠性，需将各类影响因素加以控制。在实际的生产过程中，要注意以关键的影响因素为控制点，通过以点概面的方式来将各类影响因素进行分析。如机械生产中，可以关键孔位为起点，对生产工艺的故障率、误差等要素进行分析控制，确保关键孔位的工艺可靠性，随后利用模糊评价的方式，对孔位生产工艺可靠性进行评估，不但可以扩充研究数据与信息，也优化了生产工艺。

4.3 要加强机械制造全过程的监督管理

要针对机械制造过程中涉及的人、机、料、法、环、测等方面进行严格检查考核和监督，确保工艺设计、生产准备、加工制造、装配、检测等各工作环节得到有效控制。应明确各类人员在可靠性工作中的职责，加强培训，提高素质，减少人为因素对工艺可靠性的影响。加强工艺文件管理，确保工艺文件完整、正确、统一、有效。加强设备工装、检测器具的定期检定、检查和维护保养，为提高工艺可靠性创造良好条件。严格控制原材料性能质量，避免不合格的材料投入使用。加强环境条件的管理控制，确实满足制造工艺和产品可靠性要求。

4.4 建立完善的可靠性指标体系和评定机制

企业需要依照机械制造生产的产品，制定对应的工艺可靠性评定指标，这样才可以确保生产中所有相关联的过程得到有效控制，也确保了评价工艺可靠性的准确度。在制定工艺可靠性评价指标时，需要将生产设备、流程、影响因素等都考虑进去，确保指标的科学性与合理性，同时也要满足全面性、核算性等特点，才能保证评价指标的有效开展。应建立完善的工艺可靠性管理组织机构，明确各单位、各类人员工作职责，建立工艺可靠性评定和反馈系统，对工艺可靠性实施有效管理和控制。适时开展工艺可靠性评定工作，通过评估和验证，排查工艺故障，制定措施，优化工艺设计，使工艺可靠性得到有效增长。

5 结语

在我们的生活中，机械化慢慢成为了比较常见的现象。在如此强劲的市场竞争力下，机械制造业想尽办法改变现状，尤其是在机械制造工艺及生产技术方面进行了详细的探究。虽然在机械制造过程中存在着很多问题，企业还是涌现出许多新产品，产品不仅美观，使用性及产品寿命方面都有了不同程度的提高。在研究工艺可靠性过程中，可以探索应用新技术、新工艺、新设备，加强工艺管理，通过良好的硬件提升产品可靠性，使得我国的机械制造工艺的创新性得到提高，促进国民生产总值的提升。

参考文献

[1] 蒋平，邢云燕，郭波.机械制造的工艺可靠性[M].

北京：国防工业出版社，2014.

[2] 刘衍平，李林.机械制造工艺过程的可靠性研究[A].

全国零部件设计与制造会议论文集[C].2013.

[3] 张佳楠.关于机械制造工艺可靠性的研究[J].电子测

试，2016，（5）.

[4] 王晓宏.机械制造工艺的可靠性研究[J].科技展望，

2016，26（2）.

[5] 王兰.探讨机械制造工艺可靠性[J].军民两用技术与

产品，2015，（2）.

（责任编辑：王 波）