机械制造工艺可靠性研究

徐留明 柳晶

摘要：机械加工制造过程中，生产制造工艺可靠性与产品质量密切相关，与机械制造技术、设计理念与过程管理密不可分。在机械制造生产过程中，如不能充分考虑外在因素及制造工艺对机械制造可靠性的影响，可萌造成机械产品加工误差较大，无法满足机械产品加工标准要求。基于此，本文深入分析了机械制造可靠性内涵，并从技术支持、加强管理、工艺维修、工艺修正等方面提出建议措施，以期实现技术与过程管理的有机结合，提高机械制造工艺可靠性，满足机械设备生产制造加工要求。

关键词：机械制造;制作工艺;可靠性;工艺修正

0  引言

在机械制造生产过程中，工艺可靠性受到广泛关注，究其原因，是由于工艺制造可靠性直接影响机械产品质量，进而对机械制造企业经济效益产生影响。本文重点分析了机械制造与机械制造工艺可靠性影响因素，并对工艺可靠性控制措施提出建议，以期实现机械制造工艺可靠性影响因素的有效控制，提高机械加工制造产品规范化、标准化，确保机械加工制造企业经济效益。

1  机械制造概述

机械加工制造是一项系统性工程，具体包括机械产品规划、设计、加工、生产、检验与维修过程，基于机械产品规划设计，借助工艺制造设备、技术对原材料、半成品等进行加工，最终实现规划设计产品的标准化制造，满足用户需求。在机械制造过程中，受多种因素的影响，如工序安排、工艺偏差、机械设备磨损等情况，为确保机械制造工艺的顺利实现，应定期对机械加工工艺、设备等进行维护和调整，以降低机械加工偏差对机械产品质量的影响。

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概述

根据机械制造工艺特点，对影响工艺可靠性因素进行细化、衡量和综合评价，以此构建机械制造工艺可靠性指标体系，具体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。在指标体系中，机械制造工艺可靠性主要体现在：可靠的工艺和可靠的机械产品。可靠的工艺是指规定时间内机械零部件标准化加工制造，其合格率满足机械加工制造可靠性要求;可靠的机械产品是指产品使用寿命其产品质量的变化，可靠性是产品质量的重要组成部分。

2.2 机械制造工艺可靠性特点

基于机械制造工艺技术原理，机械制造工艺可靠性具有系统性、综合性等特点。

2.2.1 系统性

机械制造工艺可靠性贯穿于机械产品设计、制造、检验全过程，如产品设计不合理、不科学、容许误差设置篇大，将对机械制造生产造成严重影响。如机械产品设计合理，但机械制造工艺过程不可靠，则其制造的机械产品质量控制难度大。因此，机械制造工艺可靠性应从整体规划，基于设计、生产全过程配合，才能形成可靠稳定的有机整体。

2.2.2 综合性

在机械制造工艺可靠性影响因素中，制造工艺过程尤为关键，是影响机械产品质量的直接性影响因素。为了提高机械制造工艺可靠性，应加强机械制造过程与其他生产过程的信息共享，如技术部门、生产部门、质检部门等，并加强机械制造企业与原材料供应单位、半成品加工单位的沟通，根据原料性质变化、工艺设计变更等情況及时调整机械制造工艺参数，提高机械制造工艺控制的前瞻性与计划性。

3  机械制造工艺可靠性影响因素

机械制造工艺可靠性影响因素主要包括分类加工误差、焊接工艺技术、精密加工技术等。

3.1 分类加工误差因素

机械产品由复杂的零部件组成，其零部件包含大量的孔位、切割角度、形状等，且每道工序的加工误差都会对后续的工序产生影响，进而影响整个机械产品的加工制造和装配，因此，机械制造加工误差具有连续性、继承性等特点。为满足工艺可靠性控制要求，应将加工误差进行分类，即“一般性误差”、“中等误差”、“严重误差”，并根据加工误差等级采取必要的处理措施，例如，在孔位加工中，可采用最小二乘法确定机械零部件孔位误差，并根据测量数据对误差水平进行调整，以满足制造工艺可靠性要求。

3.2 焊接工艺技术因素

在机械制造工艺过程中，焊接技术是机械加工制造中最为常见的生产工序，也是机械制造工艺可靠性重要影响因素之一。常见的焊接工艺技术包括气体保护焊、电阻焊和埋弧焊等。在焊接工艺中，受焊接技术、焊接材质、外部环境等因素的影响，其焊接质量可能存在一定的差异，因此，需要机械制造加工企业衡量焊接工艺特点和技术要求，合理采用焊接工艺。

3.3 精密加工技术因素

在机械制造工艺中，精密加工技术主要包括精密切削技术、超精密研磨技术等。通过采用配备静密度较高的生产加工设备对原料、半成品进行精密加工，以满足机械零部件标准化加工要求。例如，通过采用激光扫描机对机械零部件加工误差进行控制，采用超精密研磨设备对零部件进行抛光处理等。在机械制造工艺中，精密加工设备加工误差对直接影响工艺可靠性，因此，应加强对精密加工工序、设备的定期维护、维修与调整。

4  机械制造工艺指标体系

在评价机械制造工艺可靠性时，应通过工艺稳定性、故障发生率、工艺故障平均维护时间、规范定量数据和工艺修定性进行综合性评价，以此指导工艺调整实践。

4.1 工艺稳定性指标

工艺稳定性指标是指机械制造零部件加工精度、标准化程度，以满足机械产品连续生产质量要求。在评价机械制造工艺可靠性时，应将工艺稳定性作为重要的评价指标，并加强零部件的质量检验工作，以不合格零部件比例作为衡量工艺稳定性的重要参考，深入分析工艺稳定性影响因素，并采用有效措施加以控制。

4.2 工艺故障发生率

工艺故障发生率是指机械制造过程中故障发生几率，即因工艺流程某一环节出现故障而导致整个加工制造工艺无法顺利完成的故障几率。当工艺故障发生时，必然导致机械制造工艺中断，造成机械产品质量无法满足技术标准和设计要求。然而，受客观因素的影响，工艺故障发生不可能完全避免，如停电、设备损坏、人员操作失误等，因此，为降低工艺故障发生率，应制定有效的预防和控制措施，并加强工艺设备的计划性维修维护，将工艺故障发生率控制在可控范围内，降低工艺故障对机械制造工艺和生产效益的影响。

4.3 工艺故障平均维修时间

为尽可能降低工艺故障对企业经济效益的影响，在工艺故障发生后，应对工艺故障进行分析原因、维修、制定和落实预防控制措施。针对机械制造工艺故障问题，应将工艺故障平均维修时间作为工艺可靠性的重要评价指标，工艺失效的客观性必然要求机械制造企业制定切实有效的预防和控制措施，加强工艺故障的预防性、计划性维修、维护，以满足机械制造工艺可靠性要求，尤其是在工艺负载的机械制造企业中，只有尽可能缩短工艺故障维修时间，才能确保机械制造工艺的连续性，提高机械制造企业生产加工能力，降低企业经济损失。

4.4 工艺修正性

在机械制造企业中，机械产品生产受到多方面因素的影响，如生产环境、加工制造工艺升级等，一般而言，机械制造工艺是经工艺设计、验证后实施的，机械制造工只需要根据既定的工艺路线进行制造加工即可，但由于不同生产环境、操作人员技术水平、过程管理等因素的影响，在不同的环节可能出现一些偏差，导致机械产品加工誤差超出容许值，需要在后续的工序中进行检验和修正。例如，在机械零部件孔位加工中，孔位的特征值可能存在偏差，因此，在机械制造工艺中，应通过加工过程检验和后续工序调整，提高工艺可靠性，并将工艺修正性作为衡量工艺可靠性的重要评价指标。

4.5 工艺遗传性

在机械制造工艺中，虽然部分工序误差可通过后续工序的调整进行修正，但部分加工误差可能无法完全消除，并可能对后续工序造成一定的影响。同时，在机械制造工艺中，如加工误差累计，可能造成机械零部件、机械产品质量问题，进而影响机械产品可靠性。针对此类具有遗传性的误差，其各工序可能均在误差容许值范围内，但通过积累导致机械零部件加工尺寸、孔位、形状等性能指标出现较大的偏差，且工艺遗传性具有难以发现和控制等特点，一旦将直接影响机械产品质量，因此，应将工艺遗传性作为工艺可靠性的重要评价指标，并结合工艺遗传性出现环节、工序共性进行研究，并采取工艺优化等措施加以控制。

5  结语

在机械制造企业生产中，工艺可靠性贯穿于机械制造设计、生产全过程，存在于加工误差、焊接、精密加工等工序，且具有客观存在的特点，要求机械制造企业认真梳理工艺可靠性影响因素和评价指标，并通过科学方法对潜在的影响因素进行分析和研究，制定有效的措施加以预防和控制，将工艺故障危害和发生频率控制在合理范围内，降低工艺故障对机械制造企业经济效益的影响，保障机械制造企业健康稳定发展。

参考文献：

[1]赵轩.机械制造工艺与机械设备加工工艺分析[J].中国高新技术企业，2017（05）：86-87.

[2]王恩双，徐连军.机械制造质量的影响因素及控制策略[J].科技创新与应用，2016（06）：122.

[3]吴壬佳.现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].中国高新技术企业，2015（12）：76-77.