加工（gōng）中心主軸箱體（tǐ）製造（zào）工藝可靠性保障方法的研究（上）
2017-6-30 來源：吉林大學（xué） 作者：譚壯
摘要 ：產品的可靠性是由設計、製造、裝配、管理等多個因素決定的。目前以加工中（zhōng）心為代表的數控機床（chuáng）可靠性研究主要集中在可靠（kào）性設計、可靠性建模（mó）、可 靠性試驗以及故障分析等方麵，尚未涉及到數控機床零部件製造工藝可靠性的研究。主軸箱體是加工中心關鍵零部件之一，研（yán）究（jiū）加工中心主軸（zhóu）箱體製造工藝可靠性保障方法，不（bú）僅（jǐn）有利於減（jiǎn）少加工中（zhōng）心（xīn）主軸箱體製（zhì）造工（gōng）藝故障的發生（shēng），而且能夠保障加工中心整機（jī）的可靠性水平，並為研究其它類型數控機（jī）床零部件的製造工藝可靠性（xìng）保障方（fāng）法提供參（cān）考。 本文（wén）以加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法為研究內容，給出（chū）了加工中心（xīn）主軸箱體製造工藝可靠性定義及其評（píng）價指標，應用工藝 FMECA 方（fāng）法針對可能發生的工藝故（gù）障製定改進措施，應用控製圖分析方法（fǎ）發現製造過程中的異常（cháng）因素並（bìng）將其排除，從而預防工藝故障的發生，建立關（guān）鍵工序質量控（kòng）製點預防製造過程異（yì）常因素的發生。本文主要研究內容如下：
1.分析了加工中心主軸箱體的結構及其在加工中心整機中（zhōng）的作（zuò）用，說明了不同型號加工中心主軸箱體（tǐ）在製造工藝上的相似性。給出了加工中心主（zhǔ）軸箱體製造工藝可靠性（xìng）的定義以及用於評價加工中心主軸箱體製造工（gōng）藝可靠性的指標體係，並詳細描述了各個評價指標的含義與計算方法。
2. 應用工藝 FMECA 方法對加工中心主軸箱體製造（zào）過（guò）程（chéng）進（jìn）行分析，為了解決數據不足的問題（tí），本文將（jiāng）風險（xiǎn）優先（xiān）數定為評判（pàn）原則（zé）對以故障原因為（wéi）單位的工藝故（gù）障模式應用（yòng）梯形模糊數評判方法，得出各工藝故障模式的風險程度排（pái）序，並將排序較高的工序確定為薄弱工（gōng）序，對加工中（zhōng）心主軸箱體（tǐ）整個製造工藝係統（tǒng）進行綜合評判，確（què）定出係統風險（xiǎn）等級，為是否有（yǒu）必要實施改進措施提供依據。
從而預防工藝故障的發生，再將異常樣本數據（jù）排除從而生成控（kòng）製用控製（zhì）圖，用於監測加工中心主軸箱體後續（xù）製造過程的波動情（qíng）況（kuàng）。
4. 對加工中心（xīn）主軸箱體製（zhì）造過程（chéng）中的薄弱工序（xù）或某些特殊（shū）關鍵工序建立關鍵工序質量控製點，提出了加工中心主軸箱體製造過程一般關鍵工序和特殊關鍵工序的定義以及確（què）定（dìng）關鍵工序需（xū）要采用（yòng）的（de）方法，分析了與（yǔ）加工中（zhōng）心主軸箱體製造過程密切相關的 5M1E 因素，並針對各（gè）個因素製定（dìng）了相應的控製文件，描述了建立及管理關鍵（jiàn）工序質（zhì）量控製點的方法與流程（chéng）。
本文從多個角度逐層加深的對加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方（fāng）法進行了研究，因而能夠適應機床製造企業的生產需求，具有較強的應用價值。
關鍵（jiàn）詞： 加工中心主軸箱體，製造工藝可靠性，工藝 FMECA，模（mó）糊評判，控製（zhì）圖分析，MATLAB-GUI，關鍵工序質量控製點
第 1 章（zhāng） 緒論
1.1 研究背景
機械製造業作為國民經濟的重要基礎（chǔ）產業，為航空航天、航海、電力運輸、高速鐵路、汽車生產等多個（gè）行業（yè）提供了儀器儀表和生產設備等工具[1]。機械製造業是“中（zhōng）國製造 2025”興國戰略中的關鍵領域，其發展狀況直接決定中國能否從製造大國（guó）轉變為製造強國。機（jī）械製造（zào）裝（zhuāng）備的先進程度是機械製造業發展水平的決定性因素，數控機床作（zuò）為製造裝備（bèi）中的典型代表，在過去的幾十年中（zhōng）得到了很大的展，我國也連續多年位居世界機床產量的（de）榜首，為國民經濟建設做出了重大的貢獻[2-3]。 即便近年來國內經（jīng）濟增速放緩，我國機（jī）床產值仍然高於世界上其他國家，同時（shí）機床消費值占（zhàn）世界機床總（zǒng）消費值（zhí）的比例很大，遠遠超過其（qí）它發達國家。如圖（tú） 1.1、圖 1.2 所示，2014 年中（zhōng）國（guó）機（jī）床產值隻是稍稍領先日本（běn）與德國，但是消費值以及進口值則與其（qí）餘四個國（guó）家的總和相當，其（qí）中機床消費值占世界總消（xiāo）費值的 31%，雖（suī）然機床出口值（zhí）增幅高達（dá） 18.1%，但是出口總量相比日本、德國等發達（dá）國家差距依然很大[4-6]。我國機（jī）床進口值連續多年占機床消費值的 40%左右，並且國內中高端數控機（jī）床市場（chǎng）長（zhǎng）期由國外進口機床所霸占（zhàn），這也說明我國機床產業（yè）當前依然處於大而不強的境地[7]。
加工中心是一種（zhǒng）具有使用範圍廣、技術先進以（yǐ）及發展（zhǎn）速度快等特點（diǎn）的數控機床，其總產（chǎn）值占世界機床（chuáng）產值的 1/6 左右並將逐年高速增長[8]。雖然以加工中心為代表的（de）數控機床在國家科技攻關計劃以及國家（jiā）科技重大專（zhuān）項（xiàng）等政（zhèng）策的支持下得到了發展，尤其是在多軸聯動（dòng）化、高精（jīng）度化、高速（sù）化、柔性化等方麵取得（dé）了很大的進步，但是與（yǔ）日（rì）本、德國等發達國家（jiā）的數控機床產品相比依然存在（zài）差距[9-10]。尤其是在機床可（kě）靠性（xìng）及（jí）功能、性能（néng）維持能力方麵，國產數控（kòng）機床相比國際知名品牌機床產品落後明顯，這也成為了製約國產數控機床技術發（fā）展以及占有更多市場（chǎng）的關鍵因素[11]。因此為了提高包括加工（gōng）中心在內（nèi）的國產數控機床可靠性，縮短與國際機床產品的性能差距，應當從設計、製造、裝配、使用以及維（wéi）護保養等方麵進行研究，從而提高國產（chǎn）數控機床市場占有（yǒu）率，實現製造強國的目標[12]。
圖 1.1 2014 年主要國家機床（chuáng）消值及進出口值
圖 1.2 2014 年主（zhǔ）要國家機床消費比（bǐ）例
1.2 課（kè）題來源
本文所研究的課題來源於“高檔數控機床與（yǔ）基礎（chǔ）製造裝備”國家科技重大專項課題“千台國產加工中心可靠（kào）性提升工程”（2013ZX04011-012）和“重型機床可靠性試驗與評價（jià）方法研究（jiū）（2014ZX04014-011）。
1.3 論文研究目的和意義
加工中心在國內多個製造領域需求量很大，但（dàn）由於（yú）國產加工中心可靠性（xìng）低，企業通常隻在不重要的中低端製造環節使用國產加工中心，而關鍵製造環節通（tōng）常采用進口（kǒu）產品。然而（ér）很多發達國家在我國進口高檔加工中心時附加了各種限製條（tiáo）件，如限定購買數量、限（xiàn）定使用維修地點和人員等（děng）等，這些條件不僅增加（jiā）了企業的采購成本也影響（xiǎng）了企業的生產節拍。目前我國民用、軍用行（háng）業對國外高檔數控機床產品的（de）依賴度很高，嚴重製約了我（wǒ）國在國際（jì）上擁有（yǒu）更多的話語權（quán），因此提升包括加工中心在內的國產數控機（jī）床的可靠性迫在眉睫。 加工（gōng）中心由主軸箱體、主軸、床身、刀庫、工（gōng）作台、立柱等零部件和液壓係統、氣動係統（tǒng）、數控係統等組成，各零部件的（de）設計、製造、裝配水平將直接影響到加工中心整機的可靠性。目前國內外對加工中心可靠性的研究主要集（jí）中在產品的設計、試驗、維修（xiū）等階段，但製造（zào）是實現產品設（shè）計的過程，也是直接影響到產品質量的重要環節，所以研究零部件製造工藝（yì）可（kě）靠性（xìng）保障方法對於保障加工中心整機（jī）可靠性具有重要的意（yì）義。鑒於主軸箱體是承載主軸的關（guān）鍵件，其製（zhì）造水平將直（zhí）接影響到加工中心的可靠性、精度及精度維持能力，在加工中（zhōng）心零部件（jiàn）中具有一定的特（tè）殊地位（wèi），因此（cǐ）研究加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法，不僅（jǐn）有利於減少加工中心主軸箱體製造工藝故（gù）障的發生，降低企業在製造過程中的經（jīng）濟損失，保障加工中（zhōng）心整（zhěng）機（jī）可靠性水平，而且能夠為研（yán）究其它類型數控機床（chuáng）零（líng）部件（jiàn）的製造工藝可靠性保障技術提（tí）供參考。
1.4 國內（nèi）外發展及研究現狀
1.4.1 加工中（zhōng）心國內外發展現狀
1.4.1.1 加工中心國外發展現狀
上個世紀四十年代（dài）初至（zhì）五十年代末，在成功研製出數控銑床並將其應用到生（shēng）產（chǎn）實際的基礎上，美國研發出了世界上第一台加工中心[13-14]。德國、日本等國家也在這個（gè）時間段相繼研製出了自己的（de）第一台數控機床，也成為了他們後續（xù）壟斷高檔數控機床領域的基礎。上個世紀七十（shí）年（nián）代，加工（gōng）中心在國外多個行業得到了廣泛應用（yòng）並受到了越（yuè）來越多的（de）重視，其技術也得到了（le）廣泛的普及。得益於近些年（nián）電子、計算機、造型設計等技（jì）術的快速發展，加工中心在製造精（jīng）度、切削速度、人機交互、外觀造型等方麵（miàn）取得了很大的進步。目前以德國、日本、美國等發（fā）達國家的高檔產品為代表，加工中心已經演（yǎn）變成了具有觀（guān）賞性外觀同時又涉及機械、電子、液壓等（děng）多方麵技術的高度自動化機電液產品（如圖 1.3 所示德國 DMG 機床集團生（shēng）產的加工中心）。
圖 1.3 德國 DMG 機床集團生產的加工中心
1.4.1.2 加工中心國內發展現狀
我國研究數控機床技術的時間較早，在上（shàng）個世紀五（wǔ）十年代末開始（shǐ）研發（fā）數控銑（xǐ）床，並於六十年代初成功研製（zhì）出屬於自己的第一台加工中心[15]。然而國內研發水平低下、製造（zào）能力（lì）不足以及國外的技（jì）術封鎖等原（yuán）因，造成了包括加工中（zhōng）心在內的國產數控機床在 1979 年之前近乎沒有得到任何大的（de）發展。從國家的“六五”規劃開始，通過引進和吸收國外發達國家（jiā）先進機床技術，國產數控機床技術取（qǔ）得了一定的進步並開（kāi）始受（shòu）到重視。經（jīng）過國家改革開放政策後，製（zhì）造業得到了飛速的發展同時促進了國產數控機床技術取得了更大的進步，並在國內各行各（gè）業中應用的更加廣泛。雖然目前國產加工中心（xīn）年產（chǎn）量已經超過（guò） 4 萬台，並保持著高速增長的勢頭，但是市場占有率卻僅為（wéi） 30%左右，在高（gāo）端機床市場幾乎（hū）得不到市場的認可（kě）。因（yīn）此為了提高數控機（jī）床（chuáng）可靠性縮短與國外產品的差（chà）距，我國將包括加工中心在內的數控機床可靠性研究定為重（chóng）點攻關領域，並提出在“十三五”規劃結束（shù）時包括（kuò）加工中心在內的數控機床（chuáng）平均故障間隔（gé）時間（MTBF）達到 2000 小時的戰略目標。
1.4.2 加工中心可靠性國內外（wài）研究現狀
1.4.2.1加工中心可靠性國外研究現狀
可靠性理論發展於（yú）上個（gè）世紀三十年代末，指的是產品（pǐn）在規定條件下及規定時間（jiān）內完成規定功（gōng）能（néng）的能力，通常用可（kě）靠度衡量產品的可靠性水平[16-17]。加工（gōng）中心（xīn）可靠性理論（lùn）是伴隨著數控機床可靠性理論的發展而發展（zhǎn）[13]。 國外不僅研製數控機床的（de）時間（jiān）較早，而且將可靠性理論（lùn）應用於數控機床（chuáng）包括加工（gōng）中心（xīn）的時間也早於我國。1963 年（nián），Milton C. Shaw[18]研究了能夠使機床壽命周期內（nèi）的經濟性達到（dào）最高的優化算法。1967 年（nián），W.A. Knight[19]在文獻中對機床因切削工件而產生（shēng）的振動性能開展了研究，提出了評估和預算機床穩定性的方法。以上學者雖然沒有直接提出機床可靠性的研究術語，但是他們所研究的（de）內容都與可靠性密切相（xiàng）關。1975 年，T.S Sankar[20]評估了主軸係（xì）統在隨機切（qiē）削載荷下的可靠性水平（píng），是早期直接與數控機床可靠性理（lǐ）論相關的研究成果之一。1982 年，A.Z. Kelle[21]等研究（jiū）學者采用威布爾分布以及（jí）對數正態分布（bù）理論對數控機床的可靠（kào）性和維修性進行了數學（xué）建模。雖然早（zǎo）期學者（zhě）對數控機（jī）床包括加工中心的可靠性進行（háng）了相關研究，但沒有形成理論體係。蘇聯在 20 世紀 70 年代（dài）對數控機床可靠性理論開展了專門的研究（jiū），並出版了相關學術專著，是後期建立包括加工中心在內的數控（kòng）機床可靠性理論體係的重要基礎[22]。由於國外機床企業對產品質量的高度重視，數（shù）控機床包括加工中心的可靠性問題通常由企業（yè）內部進行解決並作為商業機密，因此（cǐ）專門的科研機構對於（yú）數控機床可靠性的研究（jiū）較（jiào）少，這也是難以查閱國（guó）外相關先（xiān）進研究成果的重要原因。 目前，國外關於數（shù）控機床包括加工中（zhōng）心的可靠性研究多數集中在可靠性建模以及維修（xiū）性等方麵。數控（kòng）機床壽命分布模型的建立方（fāng）法主要是采用威布爾分布（bù）模型、指數分布模型以及正態（tài）分布模型等。S. Tanaka[23]在考慮到尺度參數與形狀參數存在關聯性的情況下，研究出威布（bù）爾（ěr）分布尺度參數的快速估計方法。此外，D.M. Brkich Stephen Shifley 等[24-25]也對威（wēi）布爾分布模型進行了研究擴（kuò）展，使其在可靠性研究領域中應用更加廣泛。除了威布爾分布模型之（zhī）外，離散事件樹方法、蒙特卡（kǎ）洛方法、Petri 網建模方法等也廣泛應用在可靠性建模理論中。然而目前國外關於數控機床零部（bù）件製造工藝可靠性的研究成果（guǒ）幾乎沒有。
1.4.2.2 加工中心可靠性國內研究現狀
國內可靠性理論研究時間相（xiàng）比國（guó）外較晚。直到 20 世紀 80 年代，我（wǒ）國才開始研究加工中心可靠性理（lǐ）論。從“八（bā）五”規劃開始，數控機床包括加（jiā）工中心的可（kě）靠性研究得到了國家的（de）重視，並（bìng）在“九五”規劃結束時將其平（píng）均故障間隔時間（MTBF）提高了 2 倍達到 500-600 小時。吉林大學是國內較早開展數控機床包括加工中心可靠性研究的單位，隨著國家科技重大專項（xiàng）對數控機床可靠性支持力度的加大，越來越多的企業和科研院所開（kāi）始對數控機床可（kě）靠性進行研究。 目前，國（guó）內對包括加工中心（xīn）在內的數控機床可靠性理論的研究已經取得了很多成果。許彬彬[26]考慮（lǜ）不同維修程度對數控機床的影響建立了數控機床（chuáng）整機及子係統的可靠性（xìng）模型。申桂（guì）香等[27]運用了熵權法對加工中心可靠性評價指標包括平均故障間（jiān）隔時間（MTBF）、平均首次故障（zhàng）時間（MTTFF）、當量故障率 D 分配（pèi）權重，從而得到加工中心可靠性的客觀評價（jià）結果。邵娜等[28]利用（yòng）物元可拓模型（xíng）對數控機床的子係統包括液壓、電氣等進行可靠性評價。張（zhāng）根保等[29]研究了對數線性比（bǐ）例強度理論模型，並運用（yòng）該理（lǐ）論（lùn）對數（shù）控機床在不完全維修情況下的可靠性進行了評估。李小兵[13]提出了（le）針對故障（zhàng）發（fā）生時（shí）間的加工中心可靠性建模方法，並且（qiě）對加工中心在受到切削負荷影響時的可靠性水平進行了評估。魏領會等[30]利用（yòng）Petri 網模型和蒙特卡洛（luò）仿真分析理論對數控機床可用度進行建模與仿真分析。以上學（xué）者的研究成果主要集中在加工中心可靠性建模及評（píng）價方麵，具有一定的研究深度。 除了可靠性建模及評價之外，國內學者在可靠性試驗、故障分析等方麵同樣取得了很多研究成（chéng）果。肖俊等[31]將模糊理論應用到了數控機床可靠性分配模型中，並綜合考慮了可靠性分配準則，為數控機床可靠性設計研究提供了參考。蔣敬仁[32]對加工中心盤式刀庫的可靠性（xìng）試驗方法進行了研究，對企業以及科研院所製定（dìng）加工中（zhōng）心盤式刀（dāo）庫可靠性試驗規範具有一定參考價值。方傑[33]對加工中心的載荷（hé）譜進行了研究，依據加工中（zhōng）心切（qiē）削載荷編製（zhì）出了相應的速度譜、切（qiē）削力譜以及切削扭矩譜，對加工（gōng）中心可靠性（xìng）試驗具有指導意義。上述研究成（chéng）果主要集中在（zài）機床可靠性試驗方麵，也是目前機床可靠性研究中最為常見的試驗方法。段煒[34]對加工中心盤式刀庫換刀係統的故障模式進行了研究，並提出了（le）相應故障預警方法。李加（jiā）明[35]研究了（le）加工（gōng）中心鏈式刀庫和機械手的模塊化（huà）可靠性分配方法，並對鏈式刀庫和機械手的傳動係統運用了動（dòng）作可（kě）靠性設計。程曉民等[36]分析了加工中心發生的早期故障，並建立了加工中（zhōng）心早期故障間隔時間的數學模型，為加工（gōng）中心可靠性（xìng）改進（jìn）提供了（le）重（chóng）要（yào）的依據。這些研究成果主要集中在加工中心可靠性設計、故障分析以及可靠性評估（gū）方麵。 通過（guò）總（zǒng）結上述研究成果，可以發現（xiàn）目前國內學者在數控機床可靠性設計（jì）、可靠性建模、可靠性試驗以及故障分析等方麵已經取（qǔ）得了很多（duō）研究成果（guǒ），但同樣是尚未涉及數控機床零部件製造工藝可靠性的（de）研（yán）究。
1.4.3 製造工（gōng）藝可（kě）靠性國內外研究現狀
1.4.3.1製造工藝可靠性國外研究現（xiàn）狀
目前國外對於（yú）製造工藝可靠（kào）性已經進行了研究，並取得了一定的成果但尚未（wèi）涉及數控機床類的產品。Bruno Bosacchi[37]將（jiāng）模糊邏輯理論應用到了微電子質（zhì）量控製係統中（zhōng），並（bìng）提出三種保障產品可靠性的方法，分別是優化產品部件質量、提高生（shēng）產過程成品率以及盡早考慮產品可能（néng）發生的（de）可靠性問（wèn）題（tí）。William Q. Meeker等[38]將多種統計方法（fǎ），如六西格瑪設計等應用於產品研發製造階段的可靠性分析中。上述研究都是從宏觀角度提出一些解決問題的措施，而並（bìng）沒有具體落實到某個產品的生（shēng）產過程中。Kanchan Kumar Das[39]認為整個製造係統受到製造設備可靠性的影響很大，並以生產費用為約束（shù）對製造係統可靠性數學模型進行了優化，但（dàn）並未從保障所生（shēng）產的產品符合設計要求的角度進行研（yán）究（jiū）。
此外，許多學者都是從提高產品可靠（kào）性（xìng）的角（jiǎo）度保障製造過程可靠性，而（ér）單獨針對製造過程可靠性研究的理論較少（shǎo）。Michael Pecht 等[40]認為物理失效模（mó）型的研究理論與（yǔ）成果（guǒ）可以用於產品的製造過程中，從而達到提高產品可（kě）靠性的目的。Taeho Kim 和 Way Kuo[41-42]建立了半導（dǎo）體生產線成品率與產品可靠性（xìng）的關係模型，並認為與（yǔ）設（shè）計過程、製造過程以（yǐ）及操作過程相關的參數是影響（xiǎng）產品成（chéng）品率與可靠性的主要因素。這些學者的研究主要是對產品的物理（lǐ）失（shī）效機理（lǐ）進行分析（xī），研究領域也是主要集中在半導體等電子器件（jiàn）領（lǐng）域。Angus Jeang 等[43]研究了產品使用時間與製造方法（fǎ）以及製造誤差之間的關係，並建立了（le）產品壽命周（zhōu）期經濟性的優化模型。Biren Prasad[44]從提高產品壽命周期經濟性的角度對製造（zào）企業的管理進（jìn）行（háng）了（le）優化。Om Prakash Yadav[45]將 Bayes 方法與模（mó）糊理論相結合，利用產品設計與製造過（guò）程中的定性信息，從而實現對產品可靠性（xìng）的預（yù）計。Carlos Adrino Rigo Teixeira[46]將客戶（hù）評（píng）價結果、故（gù）障樹分析結果以及一些定性方法應（yīng）用於產品可靠性提升中，並在汽車離合器的生產中運用了相關理論。這些（xiē）學者雖然分析了（le）製造過程與產品壽命周期或者產品可（kě）靠性的（de）關係（xì），說明了製造過程的重要性，但並未針對具體（tǐ）產品的製造過程進行研究。Seiichi Nakajima[47]在日本工業界推行全員生產維護的概念，在（zài）實際生產（chǎn）應用中取得了很好的效果並得到了業界內的認可。B. M. Hsu[48]在無法得到產品精確的加工尺寸時,運用模糊方法對產品製造工序能（néng）力指數進行（háng）了評估。上述研究成果雖然是以產品製造過程為研究對象，但是研究角度較為單一。
1.4.3.2製造工藝可靠性國內研究現狀
目前國內對於製造工藝可（kě）靠性的（de）研究同樣取得了一定（dìng）的成果但也均未針對數控機床類產品進行專門的研究。趙天旭等[49]研究了集成電路可靠性與（yǔ）製（zhì）造（zào）成品率之間的關係（xì），並認（rèn）為集（jí）成電路的失效由多種（zhǒng）原因引（yǐn）起，這些原因包括溫度、化學過（guò）程、電路以及機械製造等，並說明了機械製造過程對集成電路可靠（kào）性的影響。孫繼（jì）文等[50]認為製造係統可靠性受產品質量的影響，並利用（yòng）產（chǎn）品特征測量值、係統（tǒng）故障（zhàng）要素與性能衰退的（de）相互影響（xiǎng）建立了相關模型，從而實現對製（zhì）造係（xì）統可靠性定量分析的目的。範文貴（guì）[51]分析了小批量生產中存在的數據（jù）信息不足的問題，並運用貝葉斯理論對（duì）小批量生產建立質量控製模型，從而減少建模對數據量的（de）依賴。餘忠華等[52]運用貝葉斯理（lǐ）論對產品工序質量（liàng）建立了動態控製模型，並將其（qí）應用到汽（qì）輪機的葉（yè）片製造工序（xù）中（zhōng），證明了該方法的應用價值。上述（shù）研究成果主要針對的是質量控（kòng）製模型（xíng）的（de）建立，但是（shì）未（wèi）提出保障產品（pǐn）製造過程符合設計（jì）要求的具體措施。王麗穎等[53]提出了（le）對影（yǐng）響生產工序的（de）因（yīn）素進行柔性編碼的方法，從而（ér）能夠適應生產中（zhōng）靈活性與標準性的需要，並運用（yòng）了相似製造論對相似工序分組，從而（ér）解決（jué）小批量生產中數據不足（zú）的問題（tí）。
許多學者將統計過程控製與（yǔ）診斷技術應用到了產品製造過程的質量控製（zhì）中。劉春雷等[54]將多品種小批量生產中結構相似的產（chǎn）品建立分組，運用正態分布等數據轉換方法解（jiě）決了樣本數據不足的問題，並利用動態控製圖監測加工過程是否（fǒu）存在異常情況。樂清洪[55]研究了人工智能技（jì）術在產品工序質量控製中的應用，分析了智能統計過程控製和質量預測控製（zhì）存在的主要問題及解決方案（àn）。陳誌強等[56]對產品生產過程中定性質量指標運用模糊理論，從而能夠對其建（jiàn）立控製圖進行生產（chǎn）過程（chéng）質（zhì）量監測，並擴展了控製圖的應用領域。劉豔永等（děng）[57]將兩種質（zhì）量（liàng）診斷（duàn）理論與多元累積和控製圖相（xiàng）結合，並運用實例對其研究成果進行了說明。上述研究（jiū）成果主要是對控（kòng）製圖分析進行了研究，並提出了解決小批量生產過程數據不足的方法。
此（cǐ）外一些（xiē）學者研究了關鍵工（gōng）序的確定方法以及降低製造工藝故障發生率（lǜ）等（děng）相關理論。楊承先等[58]采用層（céng）次分析法（AHP）確定出關鍵工序質量控製點，並將其理論應用到液壓挖掘機的生產過程（chéng）中。周東君等[59]對傳統多層次分析法進行了改進，並將其應用到軍械器材關鍵（jiàn）工序質（zhì）量控製點的監控上。張（zhāng）曼[60]對小批量產品（pǐn）試製過程建立了有向圖模型（xíng），確定出關鍵工序節點，並利（lì）用（yòng）分析軟件 NWA繪製（zhì）了移動極差控製圖，進一步檢測（cè）了關鍵工序的穩定性。上述研（yán）究成果針對製（zhì）造過程關鍵工序的確定方法進行了研究，從而能（néng）夠針對性的實施相關的保障性措施，但並未針對具體的保障措施開展研究。孫靜[61]分析了接近零不合格過程（chéng）概念的發展曆程（chéng），並提出了實現這一概念的理論體係，但（dàn）是研究方法較為宏觀且過於理（lǐ）論，還需要進一步細化研究。蔣平[62]提出了製造工藝可（kě）靠性的定義以及評價指標，並將產品的孔位特征作（zuò）為製造工藝可靠性的（de）主要考察對象，對（duì）工藝可靠性的主要影響因素進行了分析判別，提出了工藝可靠性的（de）建模與評定（dìng）方法。但是以產品孔位特征（zhēng）作為產品可靠性指標的決定性因素值得商榷，其研究方法不能適用於所有機械製造產品，而且其理論較（jiào）為複雜，對於企業而言具有較大的實施難度。
雖然目前（qián）國（guó）內外製造工藝可靠性的（de）研究成果並未（wèi）針對數控機床零部件且存（cún）在某些方麵（miàn）的局限性，但可以為加工中心主軸箱體製造工藝可靠性（xìng）保障方法的研究提供一定的參考。加工中心主軸箱體的（de）生產分為單件小批（pī）量生產和大批量生（shēng）產兩種，單一（yī）的製造工藝可靠性保障理論並不一定（dìng）能（néng）夠適用，此外理論結構過於複（fù）雜則不利於機床企業（yè）開展具體的實施（shī）工作，因此在研究（jiū）加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法時應當考慮到上述情況。
1.5 論文主要（yào）研究（jiū）內容
本文結合“千台國產加工中心可靠性提升工程” （2013ZX04011-012）和（hé）“重型機（jī）床可靠性試驗與評價方法研究”（2014ZX04014-011）國家科技重大專項課題的研究內容及長期在機床製造企業的實踐經曆，以便於企業實施為重要原則，從多個角度並（bìng）逐層（céng）加深的對加工中心主軸箱體製造（zào）工藝可（kě）靠性保障（zhàng）方法進行研究（jiū），本文研究內容的邏輯結構如圖（tú） 1.4 所（suǒ）示（shì），本文主要研究內容如下：
第 1 章 緒論。了解目前國內外加工中心發（fā）展現狀和加工中心可靠性的研究現狀，得出目前加工（gōng）中心零部件製造工藝可靠性的（de）研究尚（shàng）處於起步階段。總結國內（nèi）外其他產品的製造工藝可靠性研究現狀及其不足，提出加工中心（xīn）主軸箱體製造工藝可靠（kào）性保障方法的研究思路和主（zhǔ）要內容，並說明其研究意義。
第 2 章 加工中心主軸箱體（tǐ）製造（zào）工藝可靠性定義及評價指標。分（fèn）析加工中心主（zhǔ）軸箱體的結構及其在加工中心整機中（zhōng）的作用，說明不同型號加工中心主軸箱體在製造工藝上的相似性。提（tí）出加工中心主軸箱（xiāng）體製造工藝可靠性的定義，同時提出用於評價加工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性的指標體係，並詳細描述各個評價指標（biāo）的含義與計算方法。
第 3 章 基於模糊評判的加工中心主軸箱體製造工（gōng）藝 FMECA。介紹加工中心主軸箱體製造工藝 FMECA 實施（shī）流程，為了解決數據不足（zú）的（de）問題，本文將風險優先（xiān）數定為評判原則，對以故障原因為（wéi）單位的工藝故障模式應（yīng）用梯形模糊數評判方法，從而（ér）得出各工藝故障模式的風險程度排序，再對加工中心主軸箱體整個工（gōng）藝係統進行綜合評判，確定出係統風（fēng）險等級，為是否實施（shī）改進措施提供依據。
第 4 章 加工中心主軸箱（xiāng）體製造過程控製圖分析及軟件（jiàn）編製。介紹控製圖分析方法的原理以及加（jiā）工中心主軸（zhóu）箱體製造（zào）過程控製圖分析流程，利用 MATLAB-GUI（圖形用戶界麵）編（biān）製加工中心（xīn）主軸箱體製造過程（chéng） x ?s 控製圖分析軟件，該軟件（jiàn）能夠準確快速計算樣本數（shù）據、繪製分析用 S 圖和 x 圖（tú）、判斷出加工中心主軸箱體製造（zào）過程是否存在異常，通過對異常因素和異常樣本數據的（de）排除可以生成相應的控製用控製圖，用於監測（cè）加工中（zhōng）心（xīn）主軸箱體製造過程的波動情況。
第 5 章 加工中心主軸箱體製造過程關鍵工序質量控（kòng）製點。提（tí）出了加工中心主軸箱體製造過程一般關鍵工序和特殊關（guān）鍵工序（xù）的定義，以及確定關鍵工序需要（yào）采用的方法。說明了加工中心主軸箱體製造（zào）過程關鍵工序質（zhì）量控製點的內容，分析了與加（jiā）工中心主軸箱體製造過程密切相關的 5M1E 因素，並針對各個因素製定相應的控（kòng）製文件（jiàn），描述了建立以（yǐ）及管理關鍵工序質量控製點的方法。
第 6 章 總結（jié）與展望。對本文的主要工作進行總結並對課題的未來研究方向進行展望。
圖1.4 論文的邏輯結（jié）構
第 2 章 加工中心主軸箱體製造工藝可靠（kào）性定義及（jí）評價指（zhǐ）標
為（wéi）了便於研究加工中心主軸箱體製造工藝可靠性的保障方法，本文對加工中（zhōng）心主（zhǔ）軸箱（xiāng）體製造工（gōng）藝可靠性進行了定義並提出相應的評價（jià）指標。在 2.1 節（jiē）中介紹了加工中心主軸箱（xiāng）體的結構及其在加工中心整（zhěng）機中的（de）作用，結合企業的加工實例介紹（shào）了（le）加工中心主軸箱體製造工藝流程（chéng），在 2.2 節中提出了加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性的定義，在 2.3 節（jiē）中提（tí）出了加工中心主軸箱體的主要評價指標，並描（miáo）述了（le）各個評價（jià）指標的含義與計算（suàn）方法。建立的指標體係能夠全麵（miàn）評價加工中心主軸箱體製造工藝可（kě）靠性，為是否需（xū）要實施製造工（gōng）藝可靠性保障方法提供決策依據，也為驗證製造工藝可靠性保障方法的有效性提供考（kǎo）核依據。 2.1 加工中心主軸箱體結構及其製造工藝
2.1.1 加工中心主軸箱體結（jié）構
加工中心是一種具有兩種或者兩種以上（shàng）加工方式並能自動換刀的數控機床[63]。根據（jù）主軸空（kōng）間布置形式的不同（tóng）可以分（fèn）為臥式加工（gōng）中心和立式（shì）加工中心（如圖2.1、圖 2.2 所示），臥式（shì）加工中心的主軸平行於工作台，而立式加工中（zhōng）心的主軸垂直於工作台（tái）。在對加工中心進行可靠性研究時，通常將其劃分為基礎部件、機床附件、主軸係統、液壓係（xì）統等子（zǐ）係統（tǒng），其中（zhōng）主軸係統包（bāo）括（kuò）了主軸箱（xiāng）體、主軸、主軸軸承、電機等。
圖 2.1 臥（wò）式加工中心
圖2.2 立式加（jiā）工中心
加工中（zhōng）心主軸箱體是承載主軸的關鍵零件，同時與立柱的滾珠絲杠裝配連接。主軸箱體的製造（zào）質量將會直接影響到其與主（zhǔ）軸、電機、軸承等的裝配質量，從而影響到整機的可靠性水平。加工中心主軸箱體的結構與多種因（yīn）素相（xiàng）關，包括主軸的傳動形式、絲杠傳動數量、主軸尺寸等。如果主軸傳動形式為齒輪傳動，則主軸箱體（tǐ）上（shàng）需要有相應的電機孔、傳動（dòng）軸孔以及主軸孔；如果主軸傳（chuán）動形式為帶傳動，則主軸箱體上不需要（yào）傳動軸孔（kǒng）；如果主軸為電主軸，則（zé）主軸箱體上不需（xū）要具有電機孔及傳動軸孔。根據絲杠傳動數量的不同，主軸箱體上相應的布有不同數量的絲杠連接孔。此外，主軸箱體上還會布有潤滑管路連接（jiē）孔、導（dǎo）軌麵等。圖 2.3所示為某型號臥式加工中心主（zhǔ）軸箱體（tǐ），圖 2.4 所示為某型號立式加工中心主軸箱體（tǐ）。
圖（tú） 2.3 某（mǒu）型號臥式加工中心主軸箱體
圖 2.4 某型號立式加工中心主軸箱體
2.1.2 加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝
雖然不（bú）同形（xíng）式的（de）加工中心主軸箱體（tǐ）在主軸孔、傳動軸孔（kǒng）、電機孔、絲杠連接孔（kǒng）的相（xiàng）對位置關係上存在一定不（bú）同，但是從製造工藝的角度分析，臥（wò）式加工中心主軸箱體與立式加工中心主軸箱體均可看（kàn）作（zuò）是需要進行麵孔加工的箱體類零件，工藝過程（chéng）具有（yǒu）較（jiào）大的相似性。
工藝過程指的是直接改變生（shēng）產對象相關性能的過程，這些性能包括了物理性能、化學性能（néng）、尺（chǐ）寸、形狀以及（jí）相對位置關係等，某些（xiē）工作如裝夾、測量等雖然不是直接改變生產對象的物理性能、化學性能、尺寸、形狀以及（jí）位置關係（xì），但是這些工（gōng）作與加（jiā）工過程密切相關（guān）而且無法割離，因此這些工作也（yě）歸屬到工藝（yì）過程（chéng）的範疇中；工藝過程的種類較多，包括機（jī）械加工、衝壓、熱處理等（děng）工藝過程；工序是組成（chéng）產品（pǐn）製造工藝過程的基（jī）本部分，也是企業製（zhì）定生產計劃及核算生產成本（běn）的基本單元[64]。因此本文將工序定為研究加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法的基（jī）本單元。
在製定加工工序的順序（xù）時，通常有（yǒu）如下原則：先進行定位基麵的（de）加工，後進行（háng）其（qí）他表麵加工；先進行粗加工，後進行精加工（gōng）；先（xiān）進行主（zhǔ）要表麵加（jiā）工（gōng），後進行次要表麵加工；先進行平麵加工（gōng），後進（jìn）行孔的加工。但是工（gōng）序順序的製定在考慮到上述原則時也需要綜合考慮企業生產設備的（de）安（ān）放位置、生產成本、生產調度等其他因（yīn）素（sù），從而才能（néng）製定出符合企業自身情況的合理工序順序。 加工中心主（zhǔ）軸（zhóu）箱體的毛坯為鑄（zhù）件，製造精度尤其是主軸孔的製造精度要（yào）求較高，有些型號加工中心主軸箱體體積較大，裝夾費時費力（如圖 2.5 所示），運輸困難，存在一定的加工難度。本文以某（mǒu）機床企業的主軸箱體為例（見圖 2.6）介紹其製造工藝流程（chéng）（見（jiàn）表 2.1，隻保留加工內容），為了便（biàn）於理解各工序的作用，本文將該型號加工中心主軸箱體的（de）工序按加工位置不同或者功能不同進行了分類（見（jiàn）表 2.2）。因涉及（jí）企業機密，圖 2.6 中未注明尺（chǐ）寸參數，表 2.1 中工序內容除技（jì）術要求外，其餘尺寸均為零件圖尺寸，但經過處理並非企業完整的真實數據。
圖 2.5 某型號主軸（zhóu）箱體生產現場
圖（tú） 2.6 某型號主軸箱體示意圖
表 2.1 某型號加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝流程
表 2.2 工（gōng）序（xù）分類
2.2 加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性定義
為了研究加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法，在（zài）對加工中心主軸箱體（tǐ）結構及其製造工藝進行了解後，需要明確加工中心主軸箱體製造（zào）工藝可靠性的定義。國家標準 GJB451A-2005 對可靠性的定義為：產品在規定的時間內以及規（guī）定（dìng）的條件下，完成規定功能的能力[65]。雖然可靠性的定義是統一的，但是由（yóu）於產品的差異，對（duì）各種產品的可靠性進行定義時也應存在區別（bié）。目前國內外相關學者雖然從多種角度提出了製造工藝可靠性的定義，但並沒有（yǒu）一個得到了廣泛的認同[62]。對於加工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性而言，可靠性定義（yì）中的產品（pǐn）指的是加工中心主軸箱體製造工藝，可靠（kào）性定義中的功能指的（de）是（shì）製造完成的加工中心主軸箱體應符合設計要求（qiú）。
綜合考慮可靠性的定義（yì）以（yǐ）及目（mù）前（qián）國內外（wài）學者提出的製造工藝可靠（kào）性定義，結（jié）合加工中心主軸箱體製造過程的特點（diǎn），本文從製造過程符合規定要（yào）求能力的（de）角度，對加工中心主軸箱體製造工藝可靠性定義如下：在規定的製造時間（jiān）內和規定的製造條件下，加工中心主（zhǔ）軸箱體製造工藝過程（chéng）符合（hé）規定（dìng）生產要求（qiú）的能力。定義中規（guī）定的製造時間指的是生產（chǎn）前所指定的任務完成時間，其可以是（shì）加工前規（guī）定的某個工序完成時（shí）間也可以是整個工藝流程完成時間，或者是其（qí）他某個任務所需要的完成時間；規定（dìng）的製造條件指的是加工中（zhōng）心主（zhǔ）軸箱體加工過（guò）程中所涉及到的因素包（bāo）括（kuò）生產環境、工件材料、生產設備、生產人員、工藝方法、測量等；規定生產要求指的是加工所（suǒ）依據的（de）技術要求，包括設（shè）計圖紙、製定的工藝要求等。本（běn）文提出的加工中心主軸箱體製造工藝可靠性（xìng）定義強調了（le）整個工藝過程要符合規（guī）定（dìng）要求（qiú），即製造完成的加工中心主軸箱體不僅符合設計圖紙的要求，而且製造過程中每（měi）道工序也應符合（hé）工藝要求，即製造過（guò）程中每個操作均應符合工藝要求中的（de）所有內容。
2.3 加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標
2.3.1 加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標的確定
為了便於評價加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性，需要製定相應的製造工藝可靠（kào）性評價指標。薄弱工序指的是評價指標不符合規定要求或者具有不符合規定要求的（de）風險（xiǎn）較大的製造工序，因此根據製造工藝可靠性（xìng）評價指標的評價結果可以確（què）定出加工中（zhōng）心主軸箱體（tǐ）製造過程中的薄弱工序，從而可以（yǐ）有針對性的采取（qǔ）製造工藝可靠性保障方法。目前國內外不僅沒有被一致認可的（de）製造工藝可靠性定義，而（ér）且（qiě）也沒有被一致認可的製造（zào）工藝可靠性評價指標。數控機床可靠性評價指標（biāo）有平（píng）均故障間隔時間 MTBF、平均首次故障間隔時間（jiān） MTTFF、平均（jun1）修複時（shí）間 MTTR等[66]；蔣平[62]提出製造工藝（yì）可靠性指（zhǐ）標體係包括工（gōng）藝穩定性、工藝自修正性、工藝（yì）遺傳性、工藝故障平均維修時間等。為了製（zhì）定（dìng）出合理的加工（gōng）中心主軸箱體（tǐ）製造（zào）工藝（yì）可靠性（xìng）評價指標，本文參考了數（shù）控（kòng）機床（chuáng）可靠性評價指（zhǐ）標以及目前（qián）相關學（xué）者的（de）研究（jiū）成果，同時綜合（hé）考慮了加工中心主軸箱體（tǐ）製造（zào）工藝可靠性的定義。
加工中（zhōng）心主軸箱體製造工藝可靠性與（yǔ）多（duō）種因素相（xiàng）關，包（bāo）括生產環境、工件材料、生（shēng）產設備、生產人員、工藝方法、測量等，而這些（xiē）影響因素對製（zhì）造工（gōng）藝可靠性的影響可以通過（guò）工序或者工件完成的時間（jiān）、工藝故（gù）障發生的概率、工（gōng）藝穩（wěn）定程度等體現出來，此外製定的加工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性評價指標應（yīng）具有可計（jì）算性、適用性、完（wán）備性等要求[67]。根據上述情況（kuàng）的討論，本文提出的加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標如圖 2.7 所示，具體的指標（biāo）有工藝（yì）可靠度、工藝故障風（fēng）險優先數、工藝穩定性、平（píng）均工藝故障間隔時間、平均工藝故障修複時間、合格工序（xù）平均完成時間、單個合格工件平均完成時間及其他指標。
圖 2.7 加工（gōng）中（zhōng）心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標
2.2.3 加工中心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標的計算方法
2.2.3.1 工（gōng）藝可靠度
工藝可靠度是衡量加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性的總體指標，是對（duì）加工中心主（zhǔ）軸箱（xiāng）體製造工藝可靠性（xìng）的概率度量，也是研究加工中心主軸箱體（tǐ）製造工藝可靠性模型的（de）重要指標。工藝可靠度（dù） R(t) 可以用式 2.1 表示。
2.2.3.2工藝故障風險優先數
工藝故障風險優先數用 RPN 表示，從工藝故障嚴酷度 S 、工藝故障發生概率O 、工藝故障（zhàng）被檢測難（nán）度 D 三個角度（dù）對製造（zào）工序發生的工藝故障模式進行評價，S 、O 、D 的評（píng）分標準可參考相應的國家軍用標準，具體內容參見本文的第三章，RPN 的計算方法為
2.2.3.3 工藝穩定性
表 2.3工序能力（lì）指數
2.2.3.4 平均工藝故障間隔時間
平（píng）均工藝故障間隔時間（ PFMTBF 或CBFT）應用於工藝故障可修複的加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝過（guò）程中（zhōng），工藝故障是（shì）指（zhǐ）產品製造過程中因（yīn）未按規定要求而引起的故障。在規（guī）定（dìng）時間和（hé）條件下，加工中心主軸箱體製造過程中發生 N 次工藝故障，每次經過修複便可繼續生產作業，假設連續按照規定要求進行生產作業（yè）的時間為（wéi）1t ， 2t ，......， Nt ，則平均工（gōng）藝故（gù）障間隔時間為
式 2.5 中T 表示加工中心主軸箱體按（àn）照規定要求進行生產作業的總時間。
2.2.3.5 平均工（gōng）藝故障修複時間
平（píng）均工藝（yì）故障修複（fù）時間（ PFMTTR 或（huò）CCTT）指的是將（jiāng）加工中心主軸箱體製造過程（chéng）中（zhōng）發生的工藝故障修複到正常狀態下所需要的平均時間。假設在規（guī）定（dìng）時間和
式 2.6 中（zhōng）T 表示加工中心主軸箱體發生工藝故障總的修複時間（jiān）。
2.2.3.6 合格工序（xù）平均完成時間
合（hé）格（gé）工序平（píng）均完成時間（ MQPCT 或PCTT）指的是某個加工中心主軸箱（xiāng）體製造工序最終完成（chéng）合格的（de）加工作業所需要的平均時（shí）間，是衡量該工序加工作業效率的重要（yào）標準，也是綜合評價加工中心主軸箱體製造工藝可靠性（xìng）的重要指標之一。MQPCT 不僅（jǐn）包括了工藝故障修複時間，還包（bāo）括加工過程涉及到的（de）其它時間如加工設備的（de）維修保養（yǎng）時間、操作人員的誤工時間、正常加工作業所需要的時間等。假設在規定時間和條件下（xià），某工序最終完成合格加工作（zuò）業（yè）的加工中心主軸箱體數量為 N ，每個加工中心主軸箱體（tǐ）最終合格完成該工序所用的加工作業時間為1t ，2t ，......， Nt ，則合（hé）格工序平均完成（chéng）時間為
2.2.3.7 單個（gè）合格工件平均完成時間
單個合格工件（jiàn）平均完成時間（ MQWCT 或WCTT）指的（de）是整個製造工藝流程完成單個合格加工中心主軸箱體所需要的平均時間，是衡量（liàng）整個工藝流程生產效率的重要標準，也是綜合評價加（jiā）工中心主軸箱體（tǐ）製造工（gōng）藝可靠性的重要指標之一。MQWCT 指標可以與成（chéng）品率綜合使用，為（wéi）考核整個製造工藝流程（chéng）是否達到企業要求提供參（cān）考。假設在規定時間和條件下，完成合格的加工中心主軸箱（xiāng）體數量（liàng）為 N ，合格完成每個加（jiā）工中心主軸箱體零件所用（yòng）的時間為1t ， 2t ，......， Nt ，則單個合格工件平（píng）均完成時間為
需要（yào）說明的是：隻有（yǒu）在樣（yàng）本數量比較大的情況下（通常要求樣本數量大於30），上述計算方法（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）的計算結果才（cái）能較為準（zhǔn）確的反映實際情況。對於多品種小（xiǎo）批量的加工中（zhōng）心主（zhǔ）軸箱體，可以采用相似工序或零件成（chéng）組的（de）方（fāng）法進行樣本數量（liàng）的擴充，並將采集到的質量特性值進行（háng）相應的數學轉換[54]，從而保證相關指標計算結果能較為準確的反映實際情況。
2.3 本章小結
本章分析（xī）了（le）加工中心主軸箱體的結構及其在加工中心（xīn）整（zhěng）機中的作用，說明（míng）了不同型號加工中心主軸箱體在製造工藝上的相似性，並結合（hé）實例介紹了加工（gōng）中心主軸箱體的製造工藝流程。根據可靠（kào）性的定義以及國內外相關學者的研究（jiū）成果，結（jié）合加工中心（xīn）主軸（zhóu）箱體製造過程的特點，本文從製造過程符合規定（dìng）要求能力的角（jiǎo）度，提出了加工中心主軸箱體製造工藝可靠性的（de）定義。本章提出了可定量計算的加工中心主軸箱體製造工藝可靠性（xìng）評價指標，包括工藝可靠度、工藝故障風險（xiǎn）優先數、工藝穩定性、平均工藝故（gù）障間隔時間、平（píng）均工藝故障修複時間（jiān）、合格工序平均完成時間（jiān）、單個合格工件平均完成時間等，並描述了各個評價指標的含義與計算方法，從而能夠全麵評（píng）價加工中心（xīn）主軸箱體製造（zào）工（gōng）藝可靠性，為（wéi）是否（fǒu）需要實施（shī）製造（zào）工藝可靠性保障技術提供（gòng）依據，也為驗證製造工（gōng）藝可（kě）靠性保障（zhàng）技術的有效性提供了考（kǎo）核依據。本章內容是後續章節能夠針對性研究加工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性保（bǎo）障（zhàng）方（fāng）法的重要基礎。
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