[发明专利]一种面向船用柴油机机身加工过程工艺可靠性的建模方法

摘要

本发明提供一种面向船用柴油机机身加工过程工艺可靠性的建模方法，用于准确评估船用柴油机机身加工工艺可靠性。机身作为船用柴油机零、组、部件的装配基础，其加工质量对船用柴油机的装配与使用存在直接影响。研究船用柴油机机身加工工艺可靠性对提升柴油机质量具有重要意义。基于此，对机身加工工艺流程展开分析，确定了机身加工关键工序，通过PFMECA分析确定了机身加工关键特征，建立了考虑误判的船用柴油机机身加工工艺可靠性模型。该方法可有效评估船用柴油机机身的加工工艺可靠性，提高加工质量、降低生产成本。

主权项

1.一种面向船用柴油机机身加工过程工艺可靠性的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据船用柴油机机身加工工艺流程，确定机身加工的关键工序，具体过程为：①填写船用柴油机机身加工工艺流程表：船用柴油机结构复杂，工序众多，建立船用柴油机机身加工工艺流程表，以直观的表示出各工序相关的过程特性和结果；②填写船用柴油机机身加工的“零部件—工艺关系矩阵”：船用柴油机机身特征众多，填写船用柴油机机身加工的“零部件—工艺关系矩阵”以直观表示机身部件特性与各加工工序之间的关系；③选择机身加工的关键工序：根据船用柴油机机身加工工艺流程表和船用柴油机机身加工的“零部件—工艺关系矩阵”表，挑选出显著影响机身加工质量的工序作为关键工序，挑选的原则为：某道工序中可能存在对后续加工或对最终客户造成较大影响的特征；某道工序中存在难以检测加工质量的特征；某道工序中存在加工难度较大的特征；为保证后加工的各主要表面有合适的加工余量并且能保证装入机身的运动件例如曲轴、连杆与机身内壁有足够的间隙，将两端的曲轴孔以及气缸孔作为机身加工的粗基准；另外，对于船用柴油机机身来说，其主要加工表面是机身顶面、底面、曲轴孔、气缸孔和凸轮轴孔，涉及到这几个特征的加工工序作为关键工序；步骤2：对各关键工序开展PFMECA分析，具体过程为：①确定各工序所有可能发生的故障模式；②确定所有可能导致某一故障模式发生的故障原因；③描述各故障模式对下道工序、组件以及装备的影响；④评估各故障模式发生的严酷度等级；⑤评估各故障模式的每一故障原因的发生概率等级和探测度等级；⑥将严酷度等级、发生概率等级和探测度等级三者的乘积作为风险顺序数；⑦挑选出风险顺序数值极高的故障模式，将发生该故障模式的特征选为关键特征；步骤3：建立船用柴油机机身加工工艺可靠性模型，具体过程为：船用柴油机机身具有复杂的曲轴孔系、凸轮轴孔系、缸孔系和油路孔系结构，且各孔系具有严格的尺寸精度要求和很高的形位要求，如果加工出来的机身不符合其中的一个或多个要求，该机身就有属于报废品或者需要重新加工；依据船用柴油机机身设计的要求，将加工质量未达到设计要求的特征判断为故障；机身加工故障形式众多，选择使用串联模型对能够影响柴油机机身加工质量特征的加工可靠性加以综合；在建立船用柴油机机身加工工艺可靠性模型时，由统计分析计算出关键特征加工故障占机身加工故障的比例，随后对关键特征加工可靠性加以换算得到机身加工工艺可靠性；假设经分析后确定机身加工的关键特征有n个，建立机身加工工艺可靠性模型为：式中，P_i为这n个特征的加工可靠度，P_j为各特征对应的无错判概率，a为由这n个特征导致的故障占机身加工故障的比例；将所有关键特征导致的故障占机身加工故障的比例、各关键特征的加工可靠度及其对应的无错判概率带入到建立的加工工艺可靠性模型中即可完成对船用柴油机机身加工工艺可靠性的评估。