机械制造工艺可靠性

【摘 要】产品的可靠性主要是通过研究设计、制造以及管理出来的,机械产品在设计中对产品的可靠性指标有明确的要求,而机械产品的制造过程是通过科学的集成工艺要素将材料加工成为某一实用产品的过程,也是机械产品设计阶段产品可靠性实现的过程.机械产品的可靠性不仅与产品的设计具有重要的影响,而制造过程是实现产品设计可靠性的过程中,因此在机械产品只有综合考虑各种因素对机械产品可靠性的影响,并采取相关的措施进行控制,才能保证机械产品的可靠性.

【关 键 词】机械制造；工艺可靠性；机构设计；型面联接

引言

机械制造过程主要是指利用各种技术、设备、工具对材料以及半成品进行机械加工、处理,使之成为最终产品的制造过程.在制造的过程中,在保证机械可靠性以及其他性能的要求下,改善机械制造工艺,降低制造成本,从而满足设计要求,保证制造出来的产品具有可靠性水平的能力.下面主要以机构设计的型面联接作为例进行研究机械制造工艺可靠性.

一、机械制造工艺可靠性的特征

（1）系统特性.机械产品工艺可靠性是一项相对比较系统的工程,机械产品设计可靠性和工艺可靠性以及使用可靠性都是系统工程中重要的部分,三者是相互联系、相互影响,并且根据工程理论进行分析,系统主要由若干组成部分结合成的具有特定功能有机整体,机械制造过程的特点主要是使工艺可靠性分析涉及的面广、复杂以及需要通过系统的方法进行优化组合,协调,才能实现产品的可靠性.

（2）综合特性.工艺可靠性是机械产品在制造的过程中,产品设计可靠性延伸,是产品可靠性的重要保证.机械产品的工艺可靠性应与产品的设计、开发过程以及其他要求进行全面综合的考虑.工艺可靠性应与其他相关工作进行有机的结合,并充分做到资源共享、信息互通等,从而可以提高效率,节约制造以及设计成本.

（3）过程特性.工艺可靠性工作是贯穿机械产品的工艺设计、制造以及使用等产品从研究到使用的整个过程,因此应该全面综合进行考虑,每一个阶段都会有相应工艺可靠性工作,因此应该全面进行分析机械产品的可靠性水平.

二、具体产品结构设计的工艺可靠性分析

（1）方形型面的结构设计.型面联接是一种无键连接的形式,其联接方式主要是通过轴以及相应的轮毂沿着光滑的非圆表面接触,联接表面可以是锥形、柱形以及其他表面形式,其中锥形联接面不仅可以传递转矩,而且还可以采用轴向力,而柱形既可以传递转矩.比如在进行设计减速箱组件的轴衬嵌件之间只需要传递转矩,因此在设计的过程中对于型面之间的联接采用柱形就可以满足要求,在设计的过程中,为了减少设计的难度以及复杂程度,可以采用方形型面进行联接如下图所示：

其中d1、d2、er是重要的参数,在设计的过程中可以通过查找标准或者相关手册得到减速器组件的输出轴直径d1等于12mm,然后根据DIN32712的标准,可以查出d2等于9mm,根据尺寸可以设计出减速箱组件的输出轴方轴段局部图如图2所示；然后根据设计的配合要求设计出波轮组件的轴衬方嵌件图,如图3所示：

（2）可靠性分析

在设计的过程中对于减速器组件的波轮组件轴衬嵌件和输出轴之间的联接采用方形型面联接,这种联接方式属于静联接,通过查找并确定其相关的重要参数和尺寸之后,进行强度校核：联接面最大的压强条件为：

其公式中T表示转矩,T等于17Nm；lt表示结合长度此处取3mm；dr表示计算直径,dr等于d2+2e；er表示剖面的偏心度,此处取值为0.75mm；Pp表示许用压强,此时处于轴双向旋转,因此受到较大的冲击,并且结构的方形表面热处理采用调质热处理,Pp的取值为0.45P0,其中P0等于200Mpa.把尺寸参数带人公式可以得到：

Pp等于0.45×200等于90Mpa,即P＜Pp,强度条件满足设计要求.

三、制造过程中对工艺可靠性影响

机械产品的可靠性主要是受到设计、部件质量以及制造过程中成品率的影响,Bosacchiz根据相应的影响因素提出一些措施保证制造过程中产品可靠性：为了保证产品的工艺可靠性在通过控制制造过程提高产品的成品率,从而产品的工艺可靠性,还可以在制造的过程中通过优化部件质量,提高产品工艺可靠性,在设计阶段应充分考虑产品的可靠性以及测试性.

如上述结构设计中,如果把波轮组件的轴衬嵌件,设计为花键联接的形式,不仅在设计的过程中复杂,而且在制造的的过程中工艺的可靠性很难保证,并且花键需要专门的材料进行设计,这样不仅增加难度,而且极大程度上造成成本上升以及经济增加,因此设计中采用型面进行联接,不仅可以满足强度条件,满足工艺可靠性,制造以及加工简单,可以保证制造的工艺可靠性,对降低经济损失也具有重要的作用.参考文献

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