机械制造工艺过程可靠性研究.pdfVIP

186零部件设计与制造 应用技术与实例分析 《机械设计》2000年8月 机械制造工艺过程的可靠性研究 刘衍平，李林 (华北电力大学．北京102206) 摘要：本文根据可靠性设计理论，初步探讨了机械制造工艺过程的可靠性设计原理和方法，建立了工艺过程可靠 性的设计指标．评定方法并给出提高工艺过程可靠性的措施． 关键词：机械制造；工艺过程；可靠性 产品加工的工艺过程应以最短的时间和最小的成 机械制造工艺过程的可靠性指标应如何选择不仅 本来保证产品的质量和可靠性。因此工艺过程参数同 取决于产品的制造质量，更决定于产品的使用性能． 可靠性密切相关。机械产品在制造过程中，一般都需 如耐磨性、耐腐蚀性、耐热性和疲劳强度等。因此制 要多种工艺，而每种工艺对产品质量的影响又是不相 定过程中应根据使用场合和目的的不同，采用不同的 同的，同时还受到工艺设备和工人技术水平等因素的 可靠性指标。一般常用的可靠性指标为：可靠度R、 制约，所以机械制造时所采用的工艺方法、工序安排、 失效率五和平均寿命(平均无故障工作时间MTBF)。 设备、工作规范和检验方法等均影响到零件的机械性 机械制造工艺过程是由一个或若干个顺序排列的 能，如耐磨性、耐蚀性、疲劳强度等，并影响其性能 工序组成，工序是它的基本单元，因此工艺过程的可 的稳定性，因而也影响了产品的可靠性。我国制造业 靠性指标取决于各个工序的可靠性指标。 长期徘徊不前，产品质量不高等均与制造工艺水平低 2．1工序的可靠性指标 和产品可靠性得不到保证有关。因此如何提高产品的 (1)工序的可靠度 可靠性．保证产品的质量是我们目前急需解决的问题， 可靠度是指产品在规定的条件和规定的时间内， 也是我们研究机械制造工艺过程可靠性的目的。 完成规定功能的概率，记为R(t)。由于可靠度是时间 性的质量指标，因此产品只能在一定的时间范围内达 1 工艺过程可靠性的基本概念 到目标可靠度，不可能永远保持目标可靠度而不降低。 大量的试验、统计和理论分析表明：在正常条件 可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内， 下的一批工件，经过一道工序加工后，其质量参数为 完成规定功能的能力。工艺过程的可靠性是指保证产 一服从正态分布的随机变量，记为x。这时的分布曲 品加工的整个工艺过程达到规定技术性能指标的可靠 线为正态分布曲线，其形状如图(1)所示。则正态分 程度。它不仅要保证产品的质量，而且还要满足生产 布概率密度函数的表达式 率和经济性的要求。 e一净 (1) ，(x)=孺1 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的 式中：r(x)为正态分布的概率密度，∥为总体的 工序组成的。它涉及加工方法、设备、工序顺序、工 平均值，仃为标准偏差。 作规范和检验方法等许多方面，是一个复杂的动态系 设工为随机变量的取值，若以a，∥分别表示该工 统。因此机械制造工艺过程的可靠性研究实际上是系 序加工质量指标的最大极限和最小极限，当x满足： 统可靠性研究的问题。 口x口时，则该零件符合工序的技术要求，质量合 系统的可靠性不仅取决于组成系统各部分的可靠 格，其合格概率为P(口x∥)。我们定义加工偏差不 性，而且还取决于各组成部分的相互组合方式