一种针对机械加工工艺的可靠性分析方法

摘要

本发明涉及一种针对机械加工工艺的可靠性分析方法，本方法利用偏差分析方法对机械加工工艺的FMECA方法进行补充，该方法具体步骤如下：步骤1：系统定义、工艺故障模式分析以及工艺故障原因分析；步骤2：划分节点；步骤3：对划分好的每一个节点进行分析，生成偏差，然后分析偏差造成的工艺故障模式；步骤4：将所有得到的工艺故障模式合并到同一个FMECA表格中，进行工艺故障影响分析及危害性分析。本发明的目的是提供一种改进的机械加工工艺FMECA分析方法，该方法可操作性强，对机械加工工艺的FMECA将更加全面，能够更有效的提高产品机械加工工艺的可靠性，降低应用风险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对机械加工工艺的可靠性分析方法，属于工艺可靠性工程技术领域。

背景技术

FMECA（Failure Mode，Effect and Criticality Analysis）是一种可靠性分析技术， 用来分析产品可能和潜在的失效模式，确定故障的相对严重程度和发生概率，以及产品在交 付使用前发现故障的可能性，找出对产品性能有重大影响的失效模式，并针对发现的问题提 出改进的措施，以便消除或减少那些潜在的设计缺陷

目前，产品的可靠性分析工作主要依据GJB/Z 1391-2006《故障模式、影响及危害性分 析指南》进行。但是，对于机械加工工艺来说，在实际应用中，往往只通过经验来获得工艺 的故障模式，缺乏一个全面系统的分析方法，因此极易造成工艺故障模式的遗漏，得到的可 靠性分析结果不全面，不利于以后的改进工作。

经过检索，未发现与本专利申请相近的已公开技术文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种针对机械加工工艺的可靠性分析 方法，应用偏差分析的方法，使机械加工工艺的FMECA得到的结果更加全面，它致力于保证 产品在机械加工工艺中的可靠性，降低应用风险。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种针对机械加工工艺的可靠性分析方法，其特征在于：本方法利用偏差分析方法对机 械加工工艺的FMECA方法进行补充，该方法具体步骤如下：

步骤1：根据GJB/Z 1391-2006规定的方法进行系统定义、工艺故障模式分析以及工艺 故障原因分析；

步骤2：划分节点，节点是指需要进行研究的系统的组成部分，是具有确定边界的设备 单元；

步骤3：对划分好的每一个节点进行分析，生成偏差，然后分析偏差造成的工艺故障模 式；

步骤4：将所有得到的工艺故障模式合并到同一个FMECA表格中，按照GJB/Z1391-2006 规定的方法进行工艺故障影响分析及危害性分析。

而且，所述步骤2划分节点，遵循以下原则：a直至设计意图的下个改变，设计意图是 系统运行及其组成部分的潜在的客观规律；b直至工艺条件的重大变化；c直至下一个设备。

而且，所述步骤3中偏差生成的方法如下：

首先，确定要使用的引导词及每个节点要分析的工艺参数，引导词是用于表述和定义一 个元素/特征参数的特定类型偏差的词或短语；

其次，生成偏差，偏差是工艺运行偏离正常操作条件，形式通常是“引导词+工艺参数”， 对划分好的某一节点，选择一个工艺参数，再选择一个引导词，分析可能导致的工艺故障模 式，将所有有意义的引导词分析完后，继续下一个工艺参数，分析完一个节点，再进行下一 节点的分析，直到分析完为止。

而且，所述引导词包括；无/没有、较多、较少、以及/伴随、部分、相反、之前/之后、 早/晚、过快/过慢；所述工艺参数包括：流量、温度、压力、液位、时间、pH值、频率、电 压、混合、分离、组成、速度、粘度、信号、添加剂、反应。

本发明的优点和积极效果是：

本发明的目的是提供一种改进的机械加工工艺FMECA分析方法，该方法可操作性强，对 机械加工工艺的FMECA将更加全面，能够更有效的提高产品机械加工工艺的可靠性，降低应 用风险。

附图说明

图1为本发明的工艺步骤图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的， 不能以此限定本发明的保护范围。

一种针对机械加工工艺的可靠性分析方法，本方法利用偏差分析方法对机械加工工艺的 FMECA方法进行补充，该方法具体步骤如下：

步骤1：根据GJB/Z 1391-2006规定的方法进行系统定义、工艺故障模式分析以及工艺 故障原因分析。

步骤2：划分节点，节点是指需要进行研究的系统的组成部分，是具有确定边界的设备 （如两容器之间的管线）单元；

节点的划分要遵循以下原则：a直至设计意图的下个改变，设计意图是系统运行及其组 成部分的潜在的客观规律；b直至工艺条件的重大变化；c直至下一个设备。

步骤3：对划分好的每一个节点进行分析，生成偏差，然后分析偏差造成的工艺故障模 式；

偏差生成的方法如下：

首先，确定要使用的引导词及每个节点要分析的工艺参数，引导词是用于表述和定义一 个元素/特征参数的特定类型偏差的词或短语；

表1为常用引导词及其含义，常用的工艺参数包括：流量、温度、压力、液位、时间、 pH值、频率、电压、混合、分离、组成、速度、粘度、信号、添加剂、反应等。

表1常用引导词及其含义

引导词 含义 无/没有 对设计意图的否定 较多 数量增加 较少 数量减少 以及/伴随 在完成设计意图的同时发生了不期望的动作或输出 部分 只完成设计意图的一部分 相反 设计意图逻辑上对立 之前/之后 与命令的顺序有关 早/晚 不同于设计意图的时间选择 过快/过慢 步骤完成的时间比预定所需时间多或少

其次，生成偏差，偏差是工艺运行偏离正常操作条件，形式通常是“引导词+工艺参数”， 对划分好的某一节点，选择一个工艺参数，再选择一个引导词，分析可能导致的工艺故障模 式，将所有有意义的引导词分析完后，继续下一个工艺参数，分析完一个节点，再进行下一 节点的分析，直到分析完为止。

步骤4：将所有得到的工艺故障模式合并到同一个FMECA表格中，按照GJB/Z1391-2006 规定的方法进行工艺故障影响分析及危害性分析。对偏差造成的工艺故障模式，其工艺故障 原因为该偏差。

具体实例：应用于车加工工艺中的车外圆和孔

下面结合应用于车加工工艺中的车外圆和孔工步具体的实施案例，针对机械加工工艺自 身特点，应用偏差分析改进的FMECA方法进行详细分析。

本发明对车加工工艺中的车外圆和孔工步应用改进的FMECA方法进行分析：

步骤1：按照GJB/Z 1391-2006《故障模式、影响及危害性分析指南》的规定进行系统定 义，车外圆和孔的功能是加工外圆或者孔，其流程为：安装车刀→安装工件→车加工。

进行工艺故障模式分析，分析得到的工艺故障模式有：圆柱度超差、圆度超差、端面垂 直度和平面度超差、重复出现定距波纹、出现有规律波纹、出现混乱波纹、表面粗糙度超差。

分析工艺故障模式原因，可得结果如表2所示：

表2工艺故障原因分析

步骤2：划分节点，车外圆和孔的功能是加工外圆或者孔，其流程为：安装车刀→安装 工件→车加工。因此，划分为三个节点，即安装车刀、安装工件、车。

步骤3：生成偏差。

首先，确定所需引导词为：偏高、偏低、过大、过小、不平行、过快。

安装车刀的工艺参数：车刀位置；安装工件的工艺参数：工件位置、工件轴心与车刀行 进方向；车的工艺参数：进给量、进给速度

进行偏差分析得到如表3所示结果：

表3偏差分析

步骤4：将两种方法得到的工艺故障模式合并，可得结果如表4所示：

表4合并后的工艺故障模式及原因分析

进行工艺故障影响分析，分析结果如表5所示：

表5工艺故障影响分析

按照GJB/Z 1391-2006《故障模式、影响及危害性分析指南》的规定进行危害度分析， 由于该内容非本发明重点，故结果不在此列出。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本 发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。