数控加工工艺的可靠性优化设计

数控加工工艺的可靠性优化设计
数控加工工艺的可靠性优化设计

数控加工工艺的可靠性优化设计

摘要:通过对数控加工的特点以及数控加工工艺的决策规则,并对加工工艺创成模型进行了分析,介绍了数控加工工艺创成过程,又分析了基于加工中心的数控加工工艺。最后指出机床加工过程中的误差因素很多,提高机床加工精度有很强的实践性,它和实际生产条件及生产工艺有很大关系。要想生产出精度很高的产品比较困难,需要工艺人员不断尝试,通过积累每次工艺数据,来验证自己的设计数据,并在以后的设计中予以更正。

关键词: 数控加工工艺

根据可靠性的定义,数控机床加工工序的可靠度是指该机床在工序规定的条件和时间内加工零件合格的可靠程度,在实际生产中,要提高加工零件的合格率,就要提高上艺规划方案的可靠性,即在工艺规划设计中,选用加工工序可靠度高的数控机床。然而,数控机床加工工序的可靠度越高,就意味着由该机床所完成的零件的加工工序的费用也越多,在实际加工工艺规划设计中,如何根据被加工零件的精度要求,选用不同精度等级的数控机床,使工艺方案的可靠度最大,工艺方案的零件加工费用也最低,两者同时达到最优值,是在CAPY系统设计中应重点考虑的问题。

工艺方案的可靠度主要取决于两个因素,一是工艺方案中选定数控机床本身的可靠度,二是工艺方案中各广义加工工序组合的合理性。操作者的失误率可以通过对员工的培训和加强管理来加以控制。

1.数控加工工艺的特点

数控加工工艺具有以下特点:

1)由于在数控机床加工工件时对加工工艺用的是广义的工序,所以与一般的机床工件加工情况是有区别的,主要在工件的道具使用以及加工录像和配备都有区别。

2)由于每次加工所需刀具均预调装于刀库上,因此,在数控机床上加工工件时刀具配置、安装和使用均不需中断加工过程,使加工过程连续。

2)由于各次加工的刀具都预调装在刀库上面,故要使加工的过程连续,就需要在数控机床加工工件时安装以及使用都不需中断加工过程。

3)较高的加工精度。通常在数控机床上一般一次加工就可达到所要求的精度,不需要分精与粗的加工。

4)工件一次装夹,能完成多个部位和型面的加工,甚至完成工件的全部加工内容,特别是具有多个动力头和四轴以上的数控机床。

之所以要求对加工工艺创成规程的工序内容进行详细制定的要求,并且不能对其随便改动,是因为数控加工工艺的工序一般相对集中。

2.数控加工工艺的决策规则

数控工艺的创成为CNC加工程序的生成准备了必要的工艺信息,而数控工艺决策规则是数控工艺创成的原理与机制,是表征数控加工工艺CAPP系统的基础。由于上述数控加工工艺的特点,决定了在创成式CAPP系统中,数控工艺决策不同于普通机床的加工工艺决策,创成式CAPP系统中数控加工工艺决策规则可归纳为下:

1)数控机床能一次完成工件上有精度要求的加工型面、位的加工,因此,建立有关工件型

面、位的加工方法链与普通机床不同。以铣削为例,如某特征,其型面、位加工方法链在普通工艺决策时要分为去余量→半精铣→精铣,而在数控加工工艺决策中,广义地标定为数控铣,只是在设计CNC程序中分几次走刀或更换不同的刀具和切削同量。

2)在数控机床有四个以上的坐标轴以及多个动力头的情况下,可以通过工件的一次装夹来实现普通机床需要进行多次装夹才能完成的任务的加工。故可以依据一次装夹所能完成的加工的任务,在数控工艺决策时,对工序的内容确定为一道。

3)由于与一般的机床加工相比数控加工时刀具的安装于配置以及使用时有区别的,故在工艺决策中工步归并需遵循刀具的使用顺序与配置和换刀的情况,把普通机床上所不能归并的在数控机床上可以归并成同一工步。

4)数控机床加工工艺决策中的工序排序应符合数控机床工件装夹的特点和刀具配置、换刀、使用顺序等特点。特别是具有多个动力头和四轴以上的数控机床更是如此。

5)需要对数控工艺工序的内容进行详细的描述,要遵循工步相近与遵循工序的规则来对待工艺决策,尽量使工序的内容详尽与简洁。也就是要详细制定工艺决策中刀具与机床和切削的参数以及走刀路线自动选择匹配等规则。

3.加工工艺创成模型

数控加工工艺创成模型(图1、2)的建立包含:

1)要让系统得知零件产品的目标情况需要创建一个任务接受器,能完整的对所处理的对象特征进行描述。

2)对零件知识库的设计主要为了了解与区别于所要处理的各种零件的知识库。

3)对工艺知识库的创建主要是关于进行零件加工工艺时所需达到的约束条件。

4)设计一个能不断获取和更新零件知识库和工艺知识库中内容的接收编辑器。

5)采用基于零件特征型面的数控加工方法建立数控加工基元CNC-ME,该基元是以零件特征为核心的有关特征数控加工信息的实体,是数控加工过程的基本指令,是通过数控加工工艺规则中的数控加工方法、工艺参数与零件特征对应关系匹配形成的。当零件确定后,以组成零件的各特征元素为关键字去搜索相应的知识库,获得最佳的加工工艺方案。

6)建立数控加工基元CNC-ME与制造资源的关系模型,使CNC-ME与制造资源的匹配,产生数控加工工艺基元CNC-WE。

4.数控加工工艺创成过程

数控工艺创成过程分为“正向离散”和“反向集中”、“工艺路线生成”三个阶段。

1)正向离散过程就是将零件分解成各特征要素的阶段,通过扫描零件特征信息库,判断特征类型,读取特征参数,并与数控工艺规则中各特征的数控加工方法进行匹配并优化,确定各特征的数控加工方法即(CNC-ME)。

2)反向集中是各数控加工基元CNC-ME根据数据加工的特点归并而形成的工步、工序直到生成数控加工工艺过程的阶段。在各特征数控加工方法确定后,根据数控机床的加工精度、装夹方法、加工顺序、刀具配置与换刀顺序等情况以及工艺决策上的普通规则(如先主后次,先面后孔等)进行数控加工工序、工步的归并与排序,得到粗略的数控加工工艺过程;根据特征的数控加工方法,利用CNC-ME与数控制造资源的关系模型通过扫描数控机床的能力库,并根据数控车间、数控机床技术参数和零件的总体信息,合理选取数控机床;根据各特征参数,再次对设计的工艺流程进行归并排序,选取加工所需的工装夹具、刀具、量具等工艺装备,创成数控加工工艺流程。最后选取各种刀具的切削参数、工艺参数和走刀路线,形成CNC加工程序。

3)工艺路线生成与工序的优先级和使用的刀具类型有关。首先根据加工工序顺序的特征信息,在知识库中选取与之相匹配的刀具和相应的切削参数、编号。确定每道工序或工步的

优先级,利用搜索、排序等方法拟定工艺路线。具体安排中,应先确定加工阶段,在划分了加工阶段后,就可以进行加工类型的选择,通过插入运算将它们依次插到各阶段相应的位置上。在确定加工路线时,一定要对最短路径方法和系统提供的宏指令编程法综合考虑。特别是在进行批量生产或大型模具制造时,一定要采用最短路径法生成工艺路线,这样虽然在编程上比采用宏指令技术要麻烦点,但却能最大限度地发挥数控机床的效率,缩短制造周期,提高生产率。

5.基于加工中心的数控加工工艺

5.1加工零件合理选择

采用加工中心加工零件的目的是提高并稳定加工质量,较大幅度地提高劳动生产率,改善生产管理及工艺管理方式,最终获得显著的经济效益,但不是所有的零件都适合采用加工中心完成加工。加工中心主要适宜加工结构复杂、工序长、精度要求高、工艺内容丰富、可加工性差,且采用普通机床加工时间长、工艺装备多、工艺流程长、效率低并需多次装夹和调整才能完成的零件。工序单一或简单、不能充分发挥加工中心自动换刀功能的零件,以及加工时间较长、刀具用量少的零件则不宜采用加工中心加工。

5.2加工工艺路线的优化

加工中心加工零件的工艺路线是工艺设计的主要内容,它对加工中心的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题有着直接的影响。在保证加工精度和最大限度地提高生产率的前提下,设计加工中心的加工工艺方案时,应尽量做到工序集中、工艺路线最短、空行程和其他辅助时间最少,具体如下:

(1)要尽可能通过完成各个可以加工的表面来对辅助的时间进行缩短,工件装夹的次数进行缩减,主要针对一次定位装夹中。

(2)解决好传统加工与数控加工的合理衔接,尽量在普通机床上完成大切削量粗加工,以提高数控机床的利用率和刀具寿命。

(3)加工中心换刀时间一般较长相对工作台的回转的时间,为了减少空城时间以及换刀的次数,如果对工件没有特别的要求,通常对加工顺序是按刀具来划分的,也就是用同一把刀具加工完所有能加工的部位后,再使用下一把刀。

(4)对于位置精度要求不高的孔系加工,可按加工路线最短的原则安排孔的加工顺序;但对于位置精度要求较高的孔系加工,为避免反向间隙对孔的位置精度的影响,则要慎重考虑。

6.结语

CAPP系统在推进企业生产中工艺标准化和自动化方面起着不可估量的作用,日趋完善。但要充分发挥CAPP系统和数控机床的效率,高素质、经验丰富的一线操作员和工艺技术人员是必不可少的。

机床加工过程中的误差因素很多,提高机床加工精度有很强的实践性,它和实际生产条件及生产工艺有很大关系。要想生产出精度很高的产品比较困难,这需要工艺人员不断尝试,通过积累每次工艺数据,来验证自己的设计数据,并在以后的设计中予以更正。

参数文献:

[1] 李冶均等.计算机辅助工艺设计—CAPP.成都:成都科技大学出版社,2008.

[2] 机床数控技术翻译组译.机床数控技术.北京:机械工业出版社,2007.

[3] 胡伟等.CAPP系统的设计和执行方案研究.机械工艺师,2008

[4] 数控加工工艺指南.怀化国营四五○七厂设计所.2008.

[5] 单新朝. 鞋楦仿形数控编程技术的研究及系统开发[D]浙江大学, 2008.

可靠性与优化设计

可靠性与优化设计 【摘要】 改革开放为我国的机械工程制造业带来了良好的发展机遇,经过三多年的努力,机械工程制造业已经取得了很大的发展成果,成为国民经济中重要的支柱。在机械工程制造业当中,对其进行的可靠性优化设计具有非常重要的作用。本文就机械工程中的可靠性优化设计问题进行了探讨,以供参考。 【关键词】 机械工程;可靠性;优化设计 1、前言 当今社会,科学技术飞速发展,人们不仅对多功能产品有强烈的需求,也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物,从产生开始到现在,已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时,将可靠性理论与技术应用于其中,并根据需要与可能,将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则;在满足时间、费用及性能的基础上,让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时,也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此,可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。

2、机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 由于我国的特殊历史原因,机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比,显得相对落后,尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二世纪八年代,我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效,在某些个别的行业还成立了专门从事可靠性优化设计研究的组织与团体,并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才,制定出了整套可靠性优化设计的规范标准[2]。从总体上来看,过去的可靠性优化设计研究比较偏重于理论,但在生产实践中,对于理论的应用则是比较少,就这一点而言,与制造业相对较为发达的国家相比较,存在着许多不足之处。 3、可靠性优化设计在机械工程中的应用 机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。 机械工程产品设计环节可靠性优化设计 机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时,可以将其当作一个整体,设计的方法主要有两种,第一种方法为:先大致了解机械的完整系统,并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性,据此推断出整体具有多大程度的可靠性;这种方法即为预测整体设

数控加工工艺大作业指导书word版本

数控加工工艺大作业指导书 一.大作业目的 通过数控加工工艺大作业练习,使学生掌握零件的数控加工工艺的分析方法。 二.大作业内容 1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。 2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。 3.分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺。三.大作业完成步骤 1.零件图工艺分析; 2.选择设备; 3.确定零件的定位基准和装夹方式; 4.确定加工顺序及进给路线; 5.刀具选择; 6.确定切削用量; 7.填写数控加工工艺文件。 四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素 1.数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整个过程是自动进行的,因而又有其特点。 1)数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容

复杂。这是因为数控机床价格昂贵,若只加工简单的工序,在经济上不合算,所以在数控机床上通常安排较复杂的工序,甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2)数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题,在数控加工时,这一切都无例外地都变成了固定的程序内容,正由于这个特点,促使对加工程序的正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错,否则加工不出合格的零件。 2.数控加工工艺分析的主要内容 根据数控加工的实践,数控加工工艺主要包括以下方面:1)选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容; 2)零件图纸的数控工艺性分析; 3)制订数控工艺路线,如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等; 4)数控工序的设计,如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等; 3.数控加工零件的合理选择 在数控机床上加工零件时,一般有两种情况。第一种情况:有零件图样和毛坯,要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况:已经有了数控机床,要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况,考虑的主要因素主要有,毛坯的

可靠性设计的主要内容

可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型 搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等(均为受许多复杂随机因素影响的随机过程)的有关数据及材料的初始性能(强度、冲击韧性等)对其平均值的偏离数据,揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素,追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律,从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障(失效)机理模型化,建立计算用的可靠度模型或故障模型,为可靠性设计奠定物理数学基础,故障模型的建立,往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级 选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值,则应依据设计要求或已有的试验,使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如,对于汽车,可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标,对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值

将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件,以确定每个零部件的可靠性指标值,后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关,这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品(系统、设备)的可靠性指标值分配给各个零部件,以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计 即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去,使它们能够保证可靠性指标值的实现。

机械零件的可靠性优化设计

题目:机械零件的可靠性优化设计 课程名称:现代设计理论与方法 机械零件 自从出现机械,就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展,新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现,机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计(CAD)、系统分析和设计方法学等理论,已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合,实现宏观与微观相结合,探求新的原理和结构,更多地采用动态设计和精确设计,更有效地利用电子计算机,进一步发展设计理论和方法,是这一学科发展的重要趋向。 机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础,机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围,可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。 机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数,使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求,还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。 机械零件优化设计概述 进行机械零件的设计,一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定,应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析,在此基础上建立零件的力学模型,考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数,确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析,确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定,应当依据零件的工作性质和要求,选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形,根据有关计算准则,计算确定零件的主要尺寸参数,并进行参数的标准化。 所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型,采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题,例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作,解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速

模糊可靠性优化理论

第18卷第2期湖 北 工 学 院 学 报2003年4月Vol.18No.2 Journal of Hubei Polytechnic University Apr.2003 [收稿日期]2003-01-27 [作者简介]赵 刚(1976-),男,湖北武汉人,武汉科技大学讲师,工学硕士,研究方向:现代设计方法1 [文章编号]1003-4684(2003)04-0065-02 模糊可靠性优化理论 赵 刚 (武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430063) [摘 要]模糊可靠性优化可以在设计过程中充分考虑工程的安全因素和过渡因素,从而得到一组关联的分析结果和优化方案,为工程设计的最终确定提供更广泛更可靠的选择.[关键词]模糊可靠性优化;模糊可靠性;模糊约束;水平截集;隶属度函数[中图分类号]N 945.17 [文献标识码]:A 1 具有模糊约束的单目标模糊优化 与常规优化设计一样,目标函数、约束条件和设计变量是模糊优化设计数学模型的三个基本要素.根据模糊目标函数与模糊约束函数的关系,模糊优化数学模型可分为对称和非对称两种类型.具有广义模糊约束的非对称模糊优化模型可表述为 X =(x 1,x 2,,,x n )T , min F (X ), s.t.g i (X )0,那么X 即为可用的设计方案.在模糊允许区间G j 中,满足L G j (g j )\K ,K I [0,1]的隶属度构成实数论域上的一个普通子集,即K 水平截集 G j K =(g j |L G j (g j )\K )(j =1,2,,,J ).(2) K 值越小,G K 包括的范围就越大.当K =0时,G K 包括的范围就是全部允许的范围;当K =1时,G K 就是要求最严的允许范围.从工程设计的观点出 发,具有/设防水平0的含义,即在[0,1]区间内取一系列不同的设防水平K ,就可得到不同的设计方案. 在这些设防水平值K 中必定有一个最优值K *,与之相对应的水平截集 G j K *=(g j |L G j (g j )\K * )(j =1,2,,,J ). (3) 称为最优水平截集[1].于是具有普通模糊约束的非对称模糊优化问题就转化为在最优水平截集上的常规优化模型: X =(x 1,x 2,,,x n )T ,min F (X ), s.t.L G j (g j )\K * )(j =1,2,,,J ).(4) 若依次取设防水平K 1

传动轴的数控加工工艺与编程设计

更多资料请访问.(.....) ...../ 4、毕业设计说明书的上边距:30mm;下边距:25mm;左边距:3Omm;右边距:2Omm;行间距1.5倍行距。 5、页眉的文字为“中北大学XXXX届毕业设计说明书”,用小四号黑体字,页眉线的上边距为25mm;页脚的下边距为18mm。 6参考文献 以上三项我也不会弄,你再弄一下。其他的自己再检查一下。

毕业设计说明书 传动轴的数控加工工艺及编程设计 学生姓名:贾伟学号:0821210509 学院:软件学院 专业:数控技术 指导教师:马军 2010年 5 月 27日 摘要 轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位,在重型机械领域,起着传动动力,吊卸重物的重要组成部分等。细长轴是传动轴类零件的特点,在整个

轴类零件中也扮演着重要角色。现根据其零件特性,对其加工过程作详细分析,确定其加工过程中所 选刀具的种类、型号及其注意事项,并总结出该轴类零件的加工过程。 关键词:工艺分析,刀具,工艺卡片,编程 summary The summary axis parts throughout the manufacturing industry can play an important role. In the automotive industry plays a connection to the power plant and exercise equipment parts, in heavy machinery industry, plays a transmission power, lifting heavy objects, such as an important component of unloading. Slender shafts are driven shaft parts features throughout the axles in also play an important role. On the basis of their characteristics, on the part of its process for detailed analysis, to determine which process the selected type, model number and its considerations, and summarize the axles of the machining process. Tags: technology analysis tool process card programming 3。 目录 1 引言 ................................ ..... ................................ 2 1、零件图 ............................... ................................ 1.1、零件图的工艺分析 (3)

浅谈机械工程的可靠性优化设计

浅谈机械工程的可靠性优化设计 近年来,随着我国科技水平的不断提升,各行各业都得到了不同程度的发展。尤其是工业机械水平的提升,使得我国机械制造领域发生了巨大的变化。为了促进我国机械工程的进一步发展,获取更多的经济效益和社会效益,应当对机械工程的可靠性进行优化。文章从我国机械工程产品的可靠性优化设计现状入手,对于可靠性优化设计在机械工程中的具体应用进行了简要的分析与探讨,以供有关工作人员参考与借鉴。 标签:机械工程;可靠性;优化设计;探讨 引言 当前,随着我国社会经济的不断发展,人们的生活水平有了很大程度的提高。在科学技术快速发展的背景下,人们对于多功能机械产品的需求也有所增加。然而,从实际情况来看,现如今还存在一部分多功能机械产品的实际应用功能难以实现。因此,我国机械制造业的发展还有待于进一步提高。作为综合多学科与多技术的新兴设计技术之一,可靠性设计在机械工程的产品设计过程中已经得到了广泛的应用。文章对机械工程可靠性优化设计进行了相应的分析与探讨,以期通过可靠性优化设计方法,能够提高机械工程产品的质量。 1 机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 随着社会的不断发展,科学技术的进步推动着产品的更新与换代。人们生活水平的逐渐提高,对于产品的多功能性与可靠性提出了更高的要求。在科技水平不断提高的背景下,现有生产过程中所产出的机械工程产品的结构呈现出复杂化的特点。不但各式各样的优秀工艺被应用到生产制造中,而且产品的更新速度也在不断的加快。产品的结构复杂化特点,对于机械工程的可靠性设计提出了更高的要求。具体来讲,可靠性主要是指在特定要求的状态下,产品能够实现特定功效的水平。在机械制造领域中,生产单位要想生产出符合客户需求的产品,首先应当展开细致的规划设计,对于产品设计过程中潜在的问题要进行严格的控制,从而有效提升其稳定性,实现预期的目标。 然而,从我国机械制造业的发展历程来看,相较于一些发达国家而言,我国机械制造业的起步较晚,仍然存在着一定的差距。在此背景下,与机械制造相关的可靠性分析工作同样进展的比较缓慢。自二十世纪八十年代以后,我国在机械制造方面有了一定程度的突破,并成立了专门的研究机构。从总体上来看,对于机械工程可靠性优化设计研究的重点主要在于理论方面。然而,从实践的角度出发可以发现,在机械工程生产过程中运用理论来解决实际问题的现象比较少见。因此,侧重于理论层面的机械工程可靠性优化设计与研究,是存在很大的局限性的,对于我国机械工程可靠性优化设计构成了比较严重的制约。 2 可靠性研究的发展过程

数控加工工艺规程编制与实施2

江苏开放大学 形成性考核作业 学号2015050000143 姓名吴畏 课程代码 110045 课程名称数控加工工艺规程编制与实施评阅教师 第 2 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学

任务内容: 一、选择题(每题2分,共30分) 1、切削刃形状复杂的刀具宜采用( D )材料制造较合适。 (A)硬质合金(B)人造金刚石(C)陶瓷(D)高速钢 2、YG类硬质合金主要用于加工(A)材料 (A)铸铁和有色金属(B)合金钢(C)不锈钢和高硬度钢(D)工具钢和淬火钢 3、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为(B )。 (A)硬度(B)红硬性(C)耐磨性(D)韧性和硬度 4、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为( A )。 (A)7:24;(B)1:10;(C)1:5;(D)1:12 5、过定位是指定位时,工件的同一(B)被多个定位元件重复限制的定位方式。 (A)平面(B)自由度(C)圆柱面(D)方向 6、若工件采取一面两销定位,限制的自由度数目为( A ) (A)六个(B)二个(C)三个(D)四个 7、在磨一个轴套时,先以内孔为基准磨外圆,再以外圆为基准磨内孔,这是遵循( D )的原则。 (A)基准重合(B)基准统一(C)自为基准(D)互为基准 8、采用短圆柱芯轴定位,可限制( D )个自由度。 (A)二(B)三(C)四(D)一 9、在下列内容中,不属于工艺基准的是( D )。 (A)定位基准(B)测量基准(C)装配基准(D)设计基准 10、( B )夹紧机构不仅结构简单,容易制造,而且自锁性能好,夹紧力大,是夹具上用得最多的一种夹紧机构。 (A)斜楔形(B)螺旋(C)偏心(D)铰链 11、精基准是用( D )作为定位基准面。 (A)未加工表面(B)复杂表面(C)切削量小的(D)加工后的表面 12、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面,同时应尽量与( D )方向一致。 (A)退刀(B)振动(C)换刀(D)切削 13、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的( C )。 (A)1~3倍(B)1/10~1/100 (C)1/3~1/5 (D)同等值 14、铣床上用的分度头和各种虎钳都是( B )夹具。

机械可靠性结构强度计算

脆断体(高、低周疲劳)的剩余寿命计 算 课程名称:机械结构强度与可靠性设计 专业:机械设计及理论 年级:2013级 完成时间:2014-05-02

文章是对脆断体(高周疲劳和低周疲劳)的剩余寿命计算的一个综述。对 于机械零件的寿命计算,尤其是对于断裂件(含裂纹体)的剩余寿命计算,正确估算裂纹体的剩余疲劳寿命估算,能够有效的保证重要零件的合理检修要求,能够很好的创造好经济条件。一般对于高周疲劳,无裂纹寿命N 1是主要的,它占了总寿命N (N=N 1+N c )中的主要部分,而裂纹扩展寿命N c 短,因此高周疲劳中往往只按初始裂纹尺寸来估算N e 值。但对于低周疲劳中总寿命中N c 占主要部分,N 1 很小。与疲劳裂纹扩展速度相关的物理量有应力强度因子幅值ΔK I 和其他量。疲劳裂纹的扩展速度:疲劳条件下的亚临界裂纹扩展速率是决定零部件疲劳破坏寿命的特性指标之一。 剩余寿命的时间是指初始裂纹a 0到临界裂纹尺寸a c 的时间。零件在变应力作用下,初始裂纹a 0会缓慢产生亚临界扩展,当它达到临界裂纹尺寸a c 时,就会发生失稳破坏。裂纹体在变应力作用下的裂纹扩展速率与应力场裂纹尺寸和材料特性的关系。ΔK I —控制疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量,试验指出控制盘疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量是应力强度因子幅值ΔK I 。da/dN 与ΔK I 的关系曲线表明了材料在无害环境中疲劳裂纹的扩展速度与应力强度因子幅值的关系。 ① 区间I : da/dN=0处,有ΔKth ,称为界限应力强度因子幅值。 当ΔK I ≤ΔKth 时,裂纹不扩展,稳定状态 当ΔK I ≥ΔKth 时,裂纹开始扩展,ΔKth 是判断构件是否会发生裂纹亚临界扩

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

实现机械工程的可靠性优化设计参考文 本 使用指引:此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 自改革开放之后,中国的工程机械行业得到了前所未 有的发展,经过30多年的不懈努力,机械工程制造业取得 了巨大的发展成果,在国民经济中占有很大的比重。在机 械工程行业里面,对其可靠性进行优化设计是十分必要 的。在本文中,深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的 问题,以便参考。 现代社会,科学技术的发展已不可同日而语,人们不 仅对多功能产品的强烈需求,还希望多功能产品的各项能 力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的,促使了产 品产品的可靠性优化设计应运而生,从其概念的产生到如 今,得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的

设计时,需要把可靠性理论和技术融合起来,并依据具体的要求,可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间,增加成本和性能的前提下,使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科,多技术的新兴技术,所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法 这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定,并且让产品在额定的使用期限内,不会因为产品的结构发生变化,参数变动,系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的,它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠,这是它的基本原理,其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的

机械工程的可靠性优化设计探讨

机械工程的可靠性优化设计探讨 自从进入到新的发展时期之后,我们大力发展机械制造业,获取了非常显著的成就。作为国家经济的关键构成要素,机械项目的可靠性设计开始被人们广泛关注。文章具体分析了该设计的特征以及要注意的要点和存在的缺陷等等。 标签:机械工程;可靠性;优化设计 1 产品可靠性设计的现状和研究背景 1.1 产品可靠性设计的现状 因为受到过去的很多问题的干扰,我们国家的机械制造行业发展得不是很好,尤其是比对西方国家来看,差距更是明显。与之相关的可靠性分析工作更是发展得非常缓慢。一直到1980年之后,我们国家才在這方面有了一定的突破,而且还成立了专门研究机构,培养了许多优秀的工作者。不过从总的层面上来看,此类研究过分地看重理论层面的内容,没有注重发展实践,和西方国家比对来看还是有着很多的差异。 1.2 产品可靠性设计的研究背景 由于社会不断发展,科技一直进步,此时产品更新的速度也在加快。在这种背景之下,人们可以随意地选择多种类型的产品,而且此时人们更加地关注它们的可靠性特点,因此就出现了可靠性设计这个理念。由于科技发展速度不断加快,此时生产出的产品的结构也开始朝着复杂化发展。工作者们开始将各种优秀的工艺运用到生产工作之中,此时得到的产品也更加复杂,它们的更新速度也较之于以往加快了很多。当我们开展设计工作的时候,要积极深化,不断完善。当我们制造出一类商品以后,并不是直接的投入市场,先要接受试验,当测试性能等达标之后才可以将其投放市场。之所以要对其试验,是因为许多产品本身并不是很可靠,有一些设计或是工艺等层面的问题。所以,作为生产单位在生产产品的时候,先要展开细致的规划设计,将潜在的问题控制住,进而提升其稳定性,实现预期目的。因此在这种背景之下,可靠性设计工作就开始被人们所熟知。具体来讲,可靠性指的是产品在要求的状态之下,实现特定功效的水平。我们可将特定零件看成是测试对象,也可以将某个系统或是装备等当成是测试对象。在具体的开展设计工作的时候,在符合功效以及时限等的规定的背景之下,确保产品的稳定性符合人们的要求,这即是可靠性设计。它牵扯的范围非常广,不但涵盖传统技术,还涵盖环境工程以及电脑等等。 2 可靠性的发展过程 人类最初开始分析可靠性工艺已经是七十年之前的事情了。通过分析它的发展历程我们可以将其分成三个时期。第一,初期探索时期:在二战中,英美等国家的很多重要武器在作战的时候经常发生机械问题,这就会影响作战,从那时开

轴类零件机械加工工艺规程设计

轴类零件机械加工工艺规程设计 零件图七

摘要 本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工,通过设计编程,最终用数控机床加工出零件,数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,它是运用数控原理,数控工艺,数控编程,制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计,是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握,通过设计会使我们学会相关学科的基本理论,基本知识,进行综合的运用,同时还会对本专业有较完善的系统的认识,从而达到巩固,扩大,深化知识的目的。 此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。 设计是以实践为主,理论与实践相结合的,通过对零件的分析与加工工艺的设计,提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力,使我们在学校所学的各项知识得以巩固,以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的,我们在现有的条件下保证质量,加工精度及以及生产的经济成本来完成,对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有:分析零件图,确定生产类型和毛坯,确定加工设备和工艺设备,确定加工方案及装夹方案,刀具选择,切削用量的选择与计算,数据处理,对刀点和换刀点的确定,加工程序的编辑,加工时的实际操作,加工后的检验工作。撰写参考文献,组织附录等等。 关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量:切削速度(m/min)、切削深度(mm)、进给量(mm/n、mm/r)。

数控加工工艺课程设计指导书

数控加工工艺课程设计指导书 一.设计目的 通过数控加工工艺课程设计,掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二.设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三.设计步骤 (一)零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量。在编程中,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1.数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整个过程是自动进行的,因而又有其特点。 1)数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵,若只加工简单的工序,在经济上不合算,所以在数控机床上通常安排较复杂的工序,甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2)数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题,在数控加工时,这一切都无例外地都变成了固定的程序内容,正由于这个特点,促使对加工程序的正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错,否则加工不出合格的零件。 2.数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践,数控加工工艺主要包括以下方面: 1)选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容; 2)零件图纸的数控工艺性分析; 3)制订数控工艺路线,如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等; 4)数控工序的设计,如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等; 5)调整数控加工工艺程序,如对刀、刀具补偿等; 6)分配数控加工中的容差; 7)处理数控机床上部分工艺指令。 3.数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时,要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料,方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时,一般有两种情况。第一种情况:有零件图样和毛坯,要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况:已经有了数控机床,要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况,考虑的主要因素主要有,毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点,即零件技术要求能否保证,对提高生产率是否有利,经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践,数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件:

可靠性优化设计相关SCI论文摘要

改进的全局优化算法求解概率约束空间内最大可靠性问题(A Modified Efficient Global Optimization Algorithm for Maximal Reliability in a Probabilistic Constrained Space 2009) 论文指出,大部分研究者假设可靠性水平是由过去的经验或者其他的设计注意事项得出,而没有研究约束空间,因此很可能会得到不准确的目标可靠性水平,它将会得出没有价值的结果。作者利用改进的全局优化算法,研究了概率约束空间的最大可靠性。通过反复地构建和完善Kriging 模型,该算法能够在非连续可行域以很大的可靠水平得出全局最优解。提出了一种加密取样规则,以迫使添加的样本在边界上,通过Monte Carlo 模拟从而提高概率约束估计的准确性,这种极限状态的加密取样规则结合现有的加密取样规则形成了一种启发式方法,该方法能够有效地改善Kriging 模型。对于功能昂贵或可行域不连续的优化设计问题,比如可靠性优化问题,提出的方法在求解方面好于现有的梯度方法或直接搜索方法。应用该方法求解了一些例子。 一种基于罚函数的算法求解可靠性优化设计(An accurate penalty-based approach for reliability-based design optimization 2009) 论文指出,大部分可靠性优化设计方法问题可以分为以下两种:一种和可靠性分析有关,另一种和优化有关。传统方法将可靠性分析作为内循环,将优化作为外循环。然而传统方法计算量太大,这推动着最近的研究集中在,将内外循环合成为一个确定性的优化问题。作者提出了一种新的计算方法,该方法能够按顺序执行这两个循环。首先求解一个确定性优化问题,以大致确定模糊设计变量的平均值;在确定变量的平均值之后,开始执行可靠性分析;随着惩罚因子添加到每个极限状态函数以提高迭代求解的性能,一个新的确定性优化问题被重新建立。在其它关于此课题的研究中,使极限状态函数线性化,这将使结果有很大的误差。

实现机械工程的可靠性优化设计

实现机械工程的可靠性 优化设计 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

实现机械工程的可靠性优化设计自改革开放之后,中国的工程机械行业得到了前所未有的发展,经过30多年的不懈努力,机械工程制造业取得了巨大的发展成果,在国民经济中占有很大的比重。在机械工程行业里面,对其可靠性进行优化设计是十分必要的。在本文中,深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的问题,以便参考。 现代社会,科学技术的发展已不可同日而语,人们不仅对多功能产品的强烈需求,还希望多功能产品的各项能力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的,促使了产品产品的可靠性优化设计应运而生,从其概念的产生到如今,得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的设计时,需要把可靠性理论和技术融合起来,并依据具体的要求,可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间,增加成本和性能的前提下,使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科,多技术的新兴技术,所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法

这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定,并且让产品在额定的使用期限内,不会因为产品的结构发生变化,参数变动,系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的,它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠,这是它的基本原理,其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的功能和目标,简单而言就是损失越多说明偏差越大,从侧面反映出产品的质量不过关,减小偏差则是提高产品质量的有效办法,大多是通过严格控制材料和生产工艺,以达到最大限度地减少错误的目的。然而,这种方法的缺点同样十分明显,经费相对昂贵以及技术太过复杂,难以完成。经过人们不断的摸索和实验,提高自身的抗干扰能力已成为此方法的主要途径,此方法的途径也非常的多,它是将很多的办法融合起来。良好的机械强度会比较高增强产品的可靠性。 1.2.降额设计 这个方法是当产品工作时其零件所受的应力都在其额定范围之内,为了达到降低应力的目的可以使零部件的所承受的应力降低或是提高零部件的质量。根据大量的工程实践表明,机械故障率非常低的产品其机械零件都是在低于其设定的工作压力之下进行工作的,而可靠性也随之升高。为了找到最好的降额办法,就需要不断的进行反复的实验。这是就

模糊可靠性优化设计理论

模糊 3.1概述 一般工程设计问题都存在多种可能设计方案。人们在进行设计工作时,对各种可能方案进行分析比较,最后选取其中最为满意的方案(或者说优化的方案),这就是优化问题。它是人们在长期生产实践和理论研究中一直不断探索的一个课题。 但由于事物差异之间的中介过渡过程所带来的事物普遍存在的模糊性,由于研究对象的复杂化必然要涉及种种模糊因素。这些都必然使优化设计涉及种种模糊因素。而可靠性优化方法对这些模糊因素缺乏有效的处理手段,人为地将这些模糊量作非此即彼的二值假设,忽视了中间过渡过程的客观存在,在优化空间中产生盲区,导致寻优过程中遗漏更切合实际的最优解,有时甚至陷入困境。 如何反映优化设计中客观存在的模糊性,这正是模糊优化所要解决的问题。 3.2模糊可靠性优化设计理论 3.2.1数学模型 普通优化问题一般表述为: m in ().. ()01,2,...()0 1,2,...i j F x s t g x i m h x j k ≥=== (3-1) 上式中的不等式约束()0i g x ≥,等式约束()0j h x =都满足{0,1}二值定律 即: ( 3-2 ) 这是分明集中建立的优化模型,称之为普通优化问题。 一般模糊优化设计的数学模型及分类: 模糊优化设计包括建立数学模型和应用计算机优化程序求解这样两个方面的内容。如何从实际问题中抽象出正确的数学模型,是工程模糊优化设计的关键之一,也是工程设计人员进行模糊优化设计的首要任务。 与常规优化设计一样,目标函数、约束条件和设计变量是模糊优化设计数学模型的三要素: (一)目标函数: 目标函数是衡量设计方案优劣的某一个指标或某几个指标。寻找优化设计方案的目的,就是追求重量最轻,造价、维修费用最小,或可靠性最高或其他性能指标最优。由于方案的“优”与“劣”本身就是一个模糊概念,没有明确的界限和标准,特别是多目标优化问题,往往只能得到满意解。因此,一般的说,目标函数是模糊的,记为()f x (二)约束条件: 设计中并非所有方案都是可行的,可行方案必须满足设计规范和标准中所规定的条件或其他条件。这些条件,大致上可分为三类:

数控加工工艺设计

第2章数控加工工艺设计 数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处,但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前,要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序,这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员,否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程,以及正确、合理地编制零件的加工程序。 2.1 数控加工工艺设计主要内容在进行数控加工工艺设计时,一般应进行以下几方面的工作:数控加工工艺内容的选择;数控加工工艺性分析;数控加工工艺路线的设计。 2.1.1数控加工工艺内容的选择对于一个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时,应结合本企业设备的实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥数控加工的优势。1、适于数控加工的内容在选择时,一般可按下列顺序考虑:(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容;(2)通用机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容;(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。2、不适于数控加工的内容一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下,下列一些内容不宜选择采用数控加工:(1)占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准,需用专用工装协调的内容;(2)加工部位分散,需要多次安装、设置原点。这时,采用数控加工很麻烦,效果不明显,可安排通用机床补加工;(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难,易于与检验依据发生矛盾,增加了程序编制的难度。 此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之,要尽量做到合理,达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。

机械产品可靠性设计综述

机械产品可靠性设计综述 一、可靠性设计的基本概念 可靠性设计的定义: 定义1:对系统和结构进行可靠性分析和预测,采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。 定义2:为了满足产品的可靠性要求而进行的设计。 可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。 可靠性设计是产品的一个重要的性能特征,产品质量的主要指标之一,是随产品所使用时间的延续而在不断变化的。可靠性设计的任务就是确定产品质量指标的变化规律,并在其基础上确定如何以最少的费用以保证产品应有的工作寿命和可靠度,建立最优的设计方案,实现所要求的产品可靠性水平。 可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代,首先应用于军事和航天等工业部门,随后逐渐扩展到民用工业。 可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测,即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性,预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。在产品设计的初期阶段,及时完成可靠性预测工作,可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系,找出提高产品可靠性的有效途径。 二、可靠性设计的基本原理 (1)选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件,尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。 (2)结构简化,零件数削减。如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%,大大提高了可靠性。 (3)考虑功能零件的可接近性,采用模块结构等以利于可维修性。 (4)设置故障监测和诊断装置,保证零件部设计裕度(安全系数/降额)。 (5)必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等,采用双泵、双发动机的冗余设计。 (6)失效安全设计(Failure Safe),系统某一部分即使发生故障,但使其限制在一定范围内,不致影响整个系统的功能。 (7)安全寿命设计(Safe Life),保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车,转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。 (8)加强连接部分的设计分析,例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振,防冲击,对连接条件的确认。 (9)可靠性确认试验,在没有现成数据和可用的经验时,这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。 三、可靠性设计的基本方法 为了使设计时能充分地预测和预防故障,把更多的失效经验设计到产品中,因而必须邦助设计人员掌握充分的故障情报资料和设计依据。采取以下措施:

机械工程的可靠性优化设计分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/fb12450121.html, 机械工程的可靠性优化设计分析 作者:刘峰王庆鑫赵秉祝 来源:《装饰装修天地》2020年第01期 摘; ; 要:随着我国经济技术的快速发展,人们对机械工程提出了更高的要求,机械工程产品应用广泛,对产品可靠性有较高要求,需要从多角度出发,对产品可靠性进行优化设计。首先对机械工程产品可靠性设计现状进行分析,探讨机械工程产品可靠性设计存在的不足。在此基础上,研究机械工程产品可靠性优化设计要点,提出几点具体的优化方法,以期促进其产品质量水平的提升。 关键词:机械工程;产品可靠性;优化设计 1; 引言 我国机械工程制造业发展较快,产品质量水平不断提升,已经进入良性发展期。但是在机械工程产品设计中,由于未能处理好产品功能扩展与可靠性要求的关系,导致产品可靠性存在不足,容易对产品使用安全造成一定影响。针对这种问题,应在提升产品可靠性设计重视度的基础上,采取有效的优化措施,为产品可靠性提供保障。 2; 机械工程可靠性优化的现状 我国机械工程制造业发展的起步较晚,在上世纪80年代时,才在产品可靠性设计方面取得一定突破。随着国内机械工程产品可靠性研究组织机构的相继成立,加快了我国产品可靠性设计的标准化进程,对于推动机械工程制造业发展做出了重要贡献。但客观而言,我国机械工程产品可靠性研究仍落后与西方发达国家,现有研究成果也偏重于理论,在实际生产领域的应用较少。从机械工程实践情况来看,由于缺少产品可靠性的优化设计经验,难以根据机械工程产品的实际用途、功能性能特点,对产品可靠性作出有效优化。或因产品可靠性优化设计周期较长,影响了实际工程进程。再加上成本等方面的客观限制条件,导致部分产品可靠性不足,容易影响机械工程产品的运行安全性和稳定性。针对这种状况,必须提高对机械工程产品可靠性设计的重视,同时应明确机械工程产品可靠性设计优化应贯穿于工程实践的全过程中,与产品制造、安装、使用及维修紧密结合起来,不断积累经验,提高机械工程产品可靠性设计水平。 3; 机械工程的可靠性优化设计原理 3.1; 机械可靠性定量设计方法

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