加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法的研究（上）
2017-6-30 來源：吉林大學 作者：譚壯
摘要 ：產品的可靠性是（shì）由設計、製造、裝配、管理等（děng）多個因素決定的。目前（qián）以加工中（zhōng）心為代表的（de）數控機床（chuáng）可靠性研（yán）究主要集中在可（kě）靠性設計、可靠（kào）性建（jiàn）模、可 靠（kào）性試驗以及故障分析等方麵，尚未涉及到數控機床零部（bù）件製造（zào）工藝可靠性的研（yán）究。主軸箱體是加工中心關鍵零（líng）部（bù）件之一，研究加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法，不（bú）僅有利於減少加工中心主軸箱體製造工藝故障的發（fā）生，而且能夠（gòu）保障加工中心整機的可靠性（xìng）水平，並為（wéi）研究其它類型數控機床零部件的製造工藝可靠性（xìng）保障方法提供參（cān）考。 本文（wén）以加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法為研究內容，給出了加（jiā）工中心主（zhǔ）軸箱體製造工藝可靠性定義及其評價指標，應用工藝 FMECA 方法（fǎ）針對可能發（fā）生的工藝故障製定改進措施，應用控製圖分析方法發現（xiàn）製造過（guò）程（chéng）中（zhōng）的異常因素並將其（qí）排除，從而預（yù）防工藝故障的發生，建立（lì）關鍵工序質量控製點預防製造（zào）過（guò）程異常因素的發生。本文（wén）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（zhōng）心整機中的作（zuò）用，說明了不同型號加工中心主軸箱（xiāng）體在（zài）製造工藝上的相似性。給出了加工中心主軸箱體製造工藝可（kě）靠（kào）性的定義以（yǐ）及用於評價加工中心主軸箱體製造（zào）工藝可靠性的指標（biāo）體（tǐ）係，並詳細描述了各個評價指標的含義（yì）與計算（suàn）方法。
2. 應用工藝 FMECA 方法對加（jiā）工中心主軸箱體（tǐ）製（zhì）造過程（chéng）進行分析，為了解決（jué）數據不足的問題，本（běn）文將風險優先數（shù）定為（wéi）評判原則對（duì）以故障原因為單位的工藝（yì）故障模式應（yīng）用梯形模糊數（shù）評判方（fāng）法，得出各工藝故障模（mó）式的風險程度排序，並將排（pái）序較高的工（gōng）序確定為薄弱工序，對（duì）加工中心主軸箱體整個製（zhì）造工藝係統進行綜合評判，確定出（chū）係統風險等級，為是否有必要實施改進措施提供（gòng）依據（jù）。
從而預防工藝故障的發生，再（zài）將（jiāng）異常樣本數據排除（chú）從而生成控製用控製圖，用於監測加工中心（xīn）主軸箱（xiāng）體後續製造過程的波動情況。
4. 對加（jiā）工中心主軸箱體（tǐ）製造過程中的薄弱工序或某些特殊關鍵工（gōng）序建立關鍵工序質量控製點，提出了加工中（zhōng）心主軸箱體製造過程一般關（guān）鍵（jiàn）工序和特殊關鍵工序的定義以及確定（dìng）關鍵工序需要采用的方法，分析了（le）與（yǔ）加（jiā）工中（zhōng）心主軸箱體製造過程密（mì）切相關的 5M1E 因（yīn）素，並（bìng）針對各個因素製定了相應的控製文件，描述了建立及（jí）管理關（guān）鍵工序質量控製點（diǎn）的方法與流程。
本文從多個（gè）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（zhàng）方（fāng）法進行了研究，因而能夠適應（yīng）機（jī）床製造企（qǐ）業的生（shēng）產需求，具（jù）有較強的應用（yòng）價值。
關鍵詞： 加工中心主軸箱體，製造工藝（yì）可靠性，工藝 FMECA，模糊（hú）評判，控製圖分析，MATLAB-GUI，關鍵工序質量控製點（diǎn）
第 1 章 緒論
1.1 研究背景
機械製造業作為國民經濟的重（chóng）要（yào）基礎（chǔ）產業，為航空航天、航海、電力運輸、高速鐵路、汽車生產等多個行業提供了儀（yí）器儀表和生產設備等工具[1]。機械製造業是“中國製造 2025”興國戰略中的關鍵領域，其發（fā）展狀況（kuàng）直接決定中國能否從製造大國轉變為製造強國。機械製造裝備（bèi）的先進程度是機械製造業發展水平的決定性因素（sù），數控機床作為製造裝備中的典型代（dài）表，在過去的幾十年中得到了很大（dà）的展，我國也連續多年位居世界機床產量的榜首，為國（guó）民經濟建設做出了重大的貢獻[2-3]。 即便近年來國內（nèi）經濟增（zēng）速放緩，我（wǒ）國機床產值仍然高（gāo）於世界上其他國（guó）家，同時機床消費值占世界機床總消費值的比例很（hěn）大，遠（yuǎn）遠超過（guò）其它發達國家。如（rú）圖 1.1、圖 1.2 所示，2014 年中國機床產（chǎn）值（zhí）隻（zhī）是稍稍領先日（rì）本與（yǔ）德國，但是消費值以（yǐ）及進（jìn）口值則與（yǔ）其餘四個國家（jiā）的總和相當，其中機床消費值占世（shì）界總消費值的 31%，雖然機床（chuáng）出口值增幅高達 18.1%，但是出口總（zǒng）量相比日本、德國等發達國家差（chà）距（jù）依然很大[4-6]。我國機床進口值連續多年占機床消費值的 40%左右，並且國內中高（gāo）端數控機床（chuáng）市場長期（qī）由國（guó）外進口機床所霸占，這也說明我（wǒ）國機床產業當前依然處（chù）於大而不強的境地[7]。
加工中（zhōng）心是一種具有使用範圍廣、技術先進以及發（fā）展速度快等特點的數控機床，其總產值占世界機床產值的 1/6 左右並將逐年高速增長[8]。雖然以加工中心為代表的數控機床在國家科技攻關計劃以及國家科技重大專項等政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、高速化（huà）、柔性（xìng）化等方麵取得了很大的進步，但是與（yǔ）日本、德國等（děng）發達國家的數控機床產品（pǐn）相比依然存在差距[9-10]。尤其是在機床可（kě）靠性及功能、性能維持能力（lì）方麵，國（guó）產數控機床相比國際知名品牌（pái）機床產品落後明顯，這也成（chéng）為（wéi）了製約國產數控機床技術發展以及占有更多市場的關鍵因素[11]。因此（cǐ）為了提高包括加工中心在內的國產數控機床可靠性，縮短與國（guó）際機床產品的性能差距，應當從設計、製造、裝配、使用以及維護保養等方麵進（jìn）行研究，從（cóng）而提高國產數控機床市場占有率，實現製造強國的目標[12]。
圖 1.1 2014 年主要國家機床消值及進出口值
圖（tú） 1.2 2014 年主要國家機床消費比例
1.2 課題來源
本文所研究的課（kè）題來源（yuán）於“高檔數控（kòng）機床與基礎製造裝備”國家科技重大（dà）專項課（kè）題“千台國產加工中心可（kě）靠性提升工程”（2013ZX04011-012）和“重型（xíng）機床可靠性試驗與評價方法研究（2014ZX04014-011）。
1.3 論文研究目的和意義（yì）
加工中心在國內多個製造領域需（xū）求量很大，但由（yóu）於國（guó）產加工中心可靠性低，企業通常隻在（zài）不重（chóng）要的中低端製造環節（jiē）使用國產加工中心，而關鍵製（zhì）造環節通常采用進口產品。然而很多發達國家在我國進口高檔加工中心時附（fù）加了（le）各種限製條件，如限定購買數量、限定（dìng）使用維修地（dì）點和人員等等，這（zhè）些條件不僅增加了企業的采（cǎi）購成本也影響（xiǎng）了企業的生產節拍。目前我（wǒ）國民用、軍用（yòng）行業對國外高檔數控機床產品的依賴度很（hěn）高，嚴重製約了我國在國際上（shàng）擁有（yǒu）更多的話語權，因此提升包括加工中心在內的國產數控機床的可靠性迫（pò）在眉睫（jié）。 加工中心由主軸箱體、主軸、床（chuáng）身（shēn）、刀庫（kù）、工作（zuò）台、立柱等零部件和（hé）液壓係統、氣動係統、數控係統等組成，各零部件的設計、製造、裝配水（shuǐ）平將直（zhí）接影響到加工中（zhōng）心整機的可靠（kào）性。目前國內外對加（jiā）工中心可靠性的研究（jiū）主要（yào）集中在產（chǎn）品的設計、試驗、維修等階段，但製造是實現產品設計的過（guò）程，也是直接影響到（dào）產品質量的重要環節，所以研究零部件製造工藝可靠性保障方法對於保障（zhàng）加工中（zhōng）心整機可靠性具有重要的意義。鑒於主（zhǔ）軸箱體是承載主軸的關鍵件，其製造水平將直接影響到加工中心的可靠性、精度及精度維（wéi）持能（néng）力，在加工中（zhōng）心零部件中具有一（yī）定的特殊地位，因此研（yán）究加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法，不僅有利於減少加工中心主軸（zhóu）箱（xiāng）體製造工藝故障的發（fā）生，降低企業在製造過程中的經濟損失，保障加工中心整機可（kě）靠性水平，而且能夠為研究其它類型數控機床零部（bù）件的製（zhì）造工藝可靠性保障技術（shù）提供參考。
1.4 國內外發展及研究現狀
1.4.1 加工中心國內外發展現狀
1.4.1.1 加工中心國外發展現（xiàn）狀
上（shàng）個世紀四十年（nián）代初至五十年代末，在成功研製出數控銑床並將其應用到生產實際的基礎上，美國研發出了世界上第一台加（jiā）工中心[13-14]。德國、日本（běn）等國家（jiā）也在這個時間段相繼（jì）研製出了（le）自己的第一台數控機床，也成為了他們後續壟斷高檔數控機床領域的基礎。上個世（shì）紀七十年代（dài），加工中心在國外多個行（háng）業得到了廣泛應用並受到了越來越多的重（chóng）視，其技術也得到了廣泛（fàn）的普及。得益於近些年（nián）電子、計算機、造型設計等（děng）技術的快速發展，加工中心在製造（zào）精度、切削速（sù）度、人機交（jiāo）互、外觀造型等方（fāng）麵取得了很大的進步。目前以（yǐ）德國、日本、美國等發達國家的（de）高檔產品為代表，加工（gōng）中心已經演變成了具有觀賞性外觀同時又涉及機械、電子、液（yè）壓等多方麵技術的高度自動化機電液產（chǎn）品（如圖 1.3 所示德國 DMG 機床集團生產的加工（gōng）中心）。
圖（tú） 1.3 德國 DMG 機床集（jí）團生產的加工中心
1.4.1.2 加工中（zhōng）心國（guó）內發展現狀
我國研究數控機床技術的時間（jiān）較早，在（zài）上個世紀五十年代末開始（shǐ）研發數控銑床，並於六十年代初成功研製出屬於自己的第一台加工中心[15]。然而國內研發水平低下、製造能力不足以及國外的（de）技術封鎖等原因，造成了包括加工中心在內的國產數控機床在 1979 年之前近乎沒（méi）有得到任何大的發展。從國家的“六五”規劃開始，通過引進和吸收國外發達國家先進機床技術，國產數控機床技術取得了一定的進步並開始受到重（chóng）視。經過國家改革開放政策後，製造業得到（dào）了飛速的發展同（tóng）時促進了國產數（shù）控機床技術取得了更大的進步，並在國內各行各業中應（yīng）用的更加廣泛。雖然（rán）目前國產加（jiā）工中心年產量已經超過 4 萬台，並保持著高（gāo）速增長的勢（shì）頭，但（dàn）是市場占有率卻僅為 30%左右，在高端機床（chuáng）市場幾乎得不到市場的認可。因此（cǐ）為了提高數控機床可靠性縮短與國外產（chǎn）品的差（chà）距，我國將包括加工（gōng）中心在內的數控機床可靠性研究定為重點攻關領域，並提出在“十三五”規劃（huá）結束時包括加工中心在內的數控機床平均（jun1）故障間隔時間（MTBF）達到 2000 小時的戰略目標。
1.4.2 加工中心可靠性國內外研究現狀
1.4.2.1加工中（zhōng）心可（kě）靠性國外（wài）研究現狀
可靠性理論發展於上個世紀三十年代末，指的是產品（pǐn）在規定條件（jiàn）下及規定時間內完成規定功能（néng）的能力，通常用可（kě）靠度衡量（liàng）產品的可靠性水平[16-17]。加工中心可靠性理論是伴隨（suí）著數控機床可靠性理論的發展而發展[13]。 國外不僅研製數控機床的時間較早，而且將可靠性理論應用於數控機床包（bāo）括加工中（zhōng）心的時間也早於（yú）我國。1963 年，Milton C. Shaw[18]研究了能（néng）夠使機床壽命（mìng）周期內的經濟性達到最高的優化算（suàn）法。1967 年，W.A. Knight[19]在文獻中對機床因切削工（gōng）件而產生的振動（dòng）性能開展（zhǎn）了研究，提出了評估（gū）和（hé）預算（suàn）機床穩定（dìng）性的方法。以上學者雖然沒有直接提出機（jī）床可靠性的研（yán）究術語（yǔ），但是（shì）他們所研究的內容都與可靠（kào）性密（mì）切相關。1975 年，T.S Sankar[20]評估了主軸（zhóu）係統在隨機切（qiē）削載荷下的可靠性水平，是（shì）早期直接與數控機床可靠性理論相關的研究成果之一。1982 年，A.Z. Kelle[21]等研究學者采用威布爾分布以及對數正態分布理論對數控機床的可靠性和維修性進行了數（shù）學建模。雖然早期學者對（duì）數控機床包括加工（gōng）中心的可靠性（xìng）進行了相關研究，但沒有形成理論體係。蘇聯在 20 世紀 70 年代對數控機床可（kě）靠性（xìng）理論開展了專門的研究（jiū），並出版了相（xiàng）關學（xué）術（shù）專著，是後期建立包括加工中心在內的數（shù）控機床（chuáng）可靠性理論體係（xì）的重要基礎（chǔ）[22]。由於國外機床企業對產品質（zhì）量的（de）高度重視，數控機床包括加工中心的可（kě）靠性問題通常（cháng）由企業內部進行解決並作為商業（yè）機密，因此專門（mén）的（de）科研機構對於數控機床（chuáng）可靠性的（de）研究較少，這也是難以查閱國外（wài）相關先進研究成果的重要原因。 目前，國外關於數控機床包括加工中心的可靠性研究多數集中在可靠性建模以及維修性等方麵。數控機（jī）床壽命分布模型的建立方法主要是采用威布爾分布模型、指數分布模型以及正態分布模型等。S. Tanaka[23]在考慮到尺度參數與形狀參數（shù）存在關聯（lián）性的情況下，研究出（chū）威布爾分布尺度（dù）參（cān）數的快速估（gū）計方法。此外，D.M. Brkich Stephen Shifley 等[24-25]也對（duì）威布爾分布模型進行了研究擴展，使其在可靠性研究領域中應用更加廣泛。除了威（wēi）布爾分布模型之外，離散事件樹方法、蒙特卡洛（luò）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（guān）於數控機床零部件製造工藝可靠性的研究成果幾乎沒有。
1.4.2.2 加工（gōng）中心可靠性國內研究現狀
國內可靠性理論研究（jiū）時間相比國外（wài）較晚。直到 20 世紀 80 年（nián）代，我國才（cái）開始研究加工中心可靠性理（lǐ）論。從“八五（wǔ）”規劃開始，數控機床包括加工中心的可靠性研究（jiū）得到了國家的重視，並在“九五”規劃結束時將其平均故障（zhàng）間（jiān）隔時間（MTBF）提高了 2 倍達到 500-600 小時。吉林大學（xué）是國內較早開展數控機床包括加工（gōng）中心可靠性研究的單位，隨著國家科技重大專項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始對數（shù）控機床可靠性進行研究。 目前，國內對（duì）包括加工中心（xīn）在內的數控機床（chuáng）可靠性理論的研究已經取得了很多成果。許彬彬[26]考慮不同維修程度對數控機床的影響建立了數控機床整機及（jí）子係統的可靠性模型（xíng）。申桂香等[27]運用了（le）熵權法對加工中心可靠性評價指標包（bāo）括平均故障間隔時間（MTBF）、平均首次故障時間（MTTFF）、當量故障率（lǜ） D 分配權重，從而得到加工中心可靠性的客觀評價結果。邵娜（nà）等[28]利用物元可拓模型對數控機床的子係統包括液壓、電氣等進行可（kě）靠性評價（jià）。張根保等[29]研究了對數線（xiàn）性比（bǐ）例強（qiáng）度理論模型，並運用該理論對數控機床在不完全維修情況下的可靠性進（jìn）行了評估。李小兵[13]提出了針對故障發生時間的加工中心（xīn）可靠性建模方（fāng）法，並且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。以上學者的研究成果主要集中在加工中心可（kě）靠性建模及評價方麵，具（jù）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（kào）性試驗、故障分析等方麵同樣取得了很多（duō）研究成果。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（zé），為數控機床可靠性設（shè）計研究提供了參考。蔣（jiǎng）敬仁[32]對加工中心盤式刀庫的可（kě）靠性（xìng）試驗方法進行了研究，對（duì）企（qǐ）業以及科研院所製定加工中心盤式刀庫可靠性試（shì）驗規範具有一定參考價值。方傑[33]對加工中心的載荷譜進行（háng）了研究，依（yī）據加（jiā）工中心切削載荷（hé）編製出了相應的速度譜、切削力譜以及切削扭矩（jǔ）譜，對加（jiā）工中心可靠（kào）性試驗具有指導意義。上述研（yán）究成果主要集中在機床可靠性試驗方麵，也是目前機床可靠（kào）性研究中（zhōng）最為常（cháng）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（jiū），並提（tí）出了相（xiàng）應故障預警方法。李加明[35]研究了加工（gōng）中心鏈式刀庫和機械手（shǒu）的模（mó）塊化（huà）可靠性分配（pèi）方法，並對（duì）鏈式刀庫和機械手的傳動係統運用了動作可靠性設計。程曉民等（děng）[36]分析了加工（gōng）中（zhōng）心發生的早期故障，並建立了加工（gōng）中心早（zǎo）期故障間隔時間的數學模（mó）型，為加工中心可靠性改進提供了重要（yào）的依據。這些研究成果主要集中在加工中心可靠（kào）性設計、故（gù）障分析以及可靠性評估方麵。 通過總結上述（shù）研究成果，可以發現目前國（guó）內學者在數控機床可靠性設計、可靠性建（jiàn）模、可靠性試驗（yàn）以及故障分析等方麵已經取得了很多研（yán）究成果，但同樣是（shì）尚未涉及數控機床零部件製造（zào）工藝可（kě）靠性的研究。
1.4.3 製造工（gōng）藝（yì）可靠性國內外研究現狀
1.4.3.1製造工藝可靠性（xìng）國外研究現狀
目前國外對於製（zhì）造工藝（yì）可靠性已經進行了研究，並取得了（le）一定的（de）成果但尚未涉及數控機床類的產品。Bruno Bosacchi[37]將模糊（hú）邏輯理論應用到了微電子質量控製係統中，並提出三種保障產品可靠性的方法，分別是優化（huà）產品部件質量、提（tí）高生產過程成品率以及盡早考慮產品可（kě）能發生的可靠性問題。William Q. Meeker等[38]將多種統計方法，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（jué）問題的措施，而並沒有具體落實到（dào）某個產品的生產過程中（zhōng）。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對製造係統（tǒng）可靠性數學模型進行了優化，但並未從（cóng）保障所生產的產品符合設計要求的角度進行研究。
此外，許（xǔ）多學者都是從提高產品可靠性的角度保障製造過程（chéng）可靠性，而單獨針對製造過程可靠性研究的理論較少。Michael Pecht 等[40]認為物理失效模型的研究理論與成果可（kě）以用於產品（pǐn）的製造過程中，從而達到提高產品可靠性的目的。Taeho Kim 和（hé） Way Kuo[41-42]建立了（le）半（bàn）導（dǎo）體生產線成品（pǐn）率與（yǔ）產品可靠性的關係模型，並認為與設計過程、製造過程以及操作過程相關的參數（shù）是影響（xiǎng）產品成品率與可靠性的主要因素。這些學（xué）者的研究主（zhǔ）要是（shì）對產品的物理失效機理進行分（fèn）析，研究領域也是（shì）主要集中在半導體等電子（zǐ）器件領域。Angus Jeang 等[43]研究了（le）產品使（shǐ）用時（shí）間（jiān）與製造方法以及製造誤差之間的關係，並建立（lì）了產品壽命（mìng）周期經濟（jì）性（xìng）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（zhì）造企業（yè）的管（guǎn）理進行了優化。Om Prakash Yadav[45]將 Bayes 方法與模糊（hú）理論相結合，利用（yòng）產品設計與製造過程中的定性信息，從而實現對產品可靠性的預計（jì）。Carlos Adrino Rigo Teixeira[46]將客戶評價結果、故障樹分析結果（guǒ）以及一些定性（xìng）方法應（yīng）用於產品可靠性提升中，並在汽車（chē）離合器的生產中運用了相關理論。這些學者雖然分析了製造過程與產品壽命周期或者（zhě）產（chǎn）品可靠性的關係，說明了製造過程的重要性，但並（bìng）未針對具（jù）體產品的製造過程進行研究（jiū）。Seiichi Nakajima[47]在日本工業界推行全員生產（chǎn）維護的概念，在實際生產應用中（zhōng）取得了很好的（de）效果並得到了業（yè）界內的認可。B. M. Hsu[48]在無法得到產品精確的加工尺寸時（shí）,運用（yòng）模糊（hú）方法對產品製造工序能力指數進行了評估。上（shàng）述研究成果雖然是以產品製造過（guò）程為（wéi）研究對象，但（dàn）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（nèi）對（duì）於製造工藝可靠（kào）性的研究同（tóng）樣取得了一定的成（chéng）果但也（yě）均未針對數控機床類（lèi）產品進行專門的研究。趙天旭等[49]研究了集成電路可靠（kào）性與製造成品率之（zhī）間的關（guān）係，並認為集成（chéng）電路的失效由多種原因（yīn）引起，這些（xiē）原因包括溫度、化學過程、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性的影響。孫繼文等[50]認為製造係（xì）統可靠性受產品質量的影響，並利用產品特征測量值、係統故障要素與性（xìng）能衰退的（de）相互影響建立了相關模型，從而實現（xiàn）對製造係統可靠性定量分析（xī）的目的。範文貴[51]分析了小批量生產中存在的數據信（xìn）息不足的問題，並運用貝葉斯理論對（duì）小（xiǎo）批（pī）量生產建立質量控製模型，從而減少建（jiàn）模對數據量的依（yī）賴。餘（yú）忠華等[52]運用貝葉斯理論對產（chǎn）品工序質量建立了（le）動態控製模型，並將其應用到汽輪機的葉片製造工序中，證明了該方（fāng）法（fǎ）的應用價值。上述研究成果主要針對的（de）是（shì）質量控製模型的建立，但是未提出（chū）保障產品（pǐn）製造過程符合設計要求的具體措施。王麗穎等[53]提出了對影響（xiǎng）生產工序的因素進行柔性編碼的方（fāng）法，從而能夠適應生產中靈活性與標準性（xìng）的需要，並運用了相似製（zhì）造論對相似工序分組，從（cóng）而解決小批（pī）量生產中數據不足的問題。
許多（duō）學者將統計過程控製（zhì）與診斷技（jì）術（shù）應用到了產品製造過程的質量控製中。劉春雷等[54]將多品種小批量生產中（zhōng）結構相似的產品建立分組（zǔ），運用正態分布等數據轉換方法（fǎ）解決（jué）了樣本數據不足的（de）問題，並利用動態控製圖監測加（jiā）工（gōng）過（guò）程是否存在異常情況。樂清洪[55]研究（jiū）了人工智能技（jì）術在產品工序質（zhì）量控製中的應用，分（fèn）析了智能統計過程控（kòng）製和質量預測控（kòng）製存在的（de）主要問題及解決方案。陳誌強等[56]對產品生產過程中定性質量指標運（yùn）用模糊（hú）理論，從而能夠（gòu）對其建立控製圖進行生產（chǎn）過程質量監測，並擴（kuò）展了控（kòng）製圖的應用領域。劉豔永等[57]將兩種質量（liàng）診斷理論與多元累積和控製圖相結合（hé），並運用實例對其（qí）研（yán）究成果進行了說明。上述研究成果主要是對控製圖分析進行了研（yán）究，並提出了解決小批量生產過程數據不足的方法。
此外一些學（xué）者研究了關（guān）鍵工（gōng）序的確定方法以及降低製造工（gōng）藝故障發生率等相關理（lǐ）論。楊承（chéng）先等[58]采用層次分析法（AHP）確定出關鍵工序質量控製點，並（bìng）將其（qí）理論應用到液壓挖掘機的（de）生產過程中。周東君等[59]對傳統多層次（cì）分析法進（jìn）行（háng）了改進（jìn），並將其應用到軍械器材關鍵工序質量控製點（diǎn）的監控（kòng）上。張曼[60]對小批量產品試製過程建立了有向圖模型，確定出關鍵工序節點，並利用（yòng）分析軟（ruǎn）件 NWA繪製了移動極差控製（zhì）圖，進一步檢測了關鍵工序的穩定性。上述研究成果（guǒ）針對製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（zhēn）對（duì）具（jù）體的保障（zhàng）措施開展研究。孫靜[61]分析了接（jiē）近零不合格過程概念的發展曆程，並提出了（le）實（shí）現這一概念的理論體係，但是研究方（fāng）法較為宏觀（guān）且過於（yú）理論，還需要進一步（bù）細化研究。蔣平[62]提（tí）出了製造工藝可（kě）靠性的定義以及評價指標，並將產品的（de）孔（kǒng）位特征（zhēng）作為製造工藝可靠性的（de）主要考察對象，對（duì）工藝（yì）可靠性（xìng）的主要影響因素進行了（le）分析判別，提出了工藝可靠性的（de）建（jiàn）模與評定方法。但是以產品孔位特征作（zuò）為產品可靠性指標的決（jué）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，而且其理論較為複雜，對於企（qǐ）業（yè）而言具有較大的實施難度。
雖然目前國內（nèi）外製造工藝（yì）可靠性的研究成果並未針（zhēn）對數（shù）控（kòng）機床零部（bù）件且存在某些方麵的局限性，但可以為加工中心主軸箱（xiāng）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（xīn）主軸（zhóu）箱體的生產分為單件小批量生產和大（dà）批量生（shēng）產（chǎn）兩種，單一的製造（zào）工藝可靠（kào）性保障（zhàng）理論並不一定能夠（gòu）適用，此外（wài）理（lǐ）論結構過（guò）於複雜則不利於機床（chuáng）企業開（kāi）展具體的實施工作，因此在研究加工（gōng）中心主（zhǔ）軸箱體（tǐ）製造（zào）工藝可靠性保障方法時應當（dāng）考（kǎo）慮到上述情況。
1.5 論文主要研究內容
本文結合“千台國產加工中心（xīn）可靠性提升工程” （2013ZX04011-012）和“重型機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（yán）究內（nèi）容（róng）及長期在機（jī）床製（zhì）造企（qǐ）業的實踐經曆，以便於（yú）企業實施（shī）為重要原則，從多個角度並逐層加深的（de）對加工中心主軸箱（xiāng）體製（zhì）造工藝可靠性保障方法進行（háng）研究，本（běn）文（wén）研究內容的（de）邏（luó）輯結構如圖 1.4 所示，本文主要研究內容如下：
第 1 章 緒論。了解（jiě）目（mù）前國內外加工中心發展現狀（zhuàng）和（hé）加工中心可靠性的研究現狀，得出目前加工中心零部件製造工藝可靠性的研究尚處於起步階段。總結國內外其他產品的製造工藝可靠性研究（jiū）現狀及其不足（zú），提出加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方（fāng）法的研究思路和主要內（nèi）容，並說明其研究意義。
第 2 章 加工中心（xīn）主軸箱體製造工藝可靠性定（dìng）義及評價指標。分析加工中心主軸箱（xiāng）體的結構及其在加工中心整機中的（de）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。提出加工中（zhōng）心主軸箱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可靠性的指標體係，並詳細描述各個評價指標的含義與（yǔ）計算方法。
第 3 章 基於模糊評判的加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝 FMECA。介紹加工中心主軸箱體製造工藝 FMECA 實施流程，為了解（jiě）決數據不足的（de）問題，本文將風險優先數定為評判（pàn）原則，對以故障原因為單位的工藝故障模式應用梯形模糊數評判方法（fǎ），從而得出各工藝故障模（mó）式的風（fēng）險（xiǎn）程度排序（xù），再對加工中心主軸箱體整個工藝係統進行綜合評判，確定出係統風險等級（jí），為是否實施改（gǎi）進措施提供依據。
第 4 章 加工（gōng）中心主軸箱體製造過程（chéng）控製圖（tú）分析及軟（ruǎn）件編（biān）製（zhì）。介紹控製圖分析方法的原理以及加工中心主軸箱體製（zhì）造過（guò）程控製圖分析流程（chéng），利（lì）用 MATLAB-GUI（圖形用（yòng）戶界麵（miàn））編製加工中心主軸箱體製造（zào）過程 x ?s 控製圖（tú）分析軟件，該軟件能夠準確快速計算樣本（běn）數據、繪製分析用 S 圖和 x 圖、判斷出加（jiā）工中心主軸箱體製造過（guò）程是否（fǒu）存在異常，通過對（duì）異常因素和異常樣（yàng）本數（shù）據的排除可以（yǐ）生成相應的控製（zhì）用控製圖，用於監測加工中心主軸箱體製造過程的波動情況。
第（dì） 5 章 加（jiā）工中心主軸箱體製造過程關鍵工序質量控製（zhì）點。提出了加工中心主軸箱體製造過程一般（bān）關鍵工序和特殊關鍵（jiàn）工序的定義，以及確定關鍵工序需要采用的方法。說明了加工中心主軸箱體製造過程（chéng）關鍵（jiàn）工（gōng）序質量控製點的內容，分析了與加工（gōng）中心主軸箱體（tǐ）製造過程密切相關的（de） 5M1E 因素，並（bìng）針對各（gè）個因素製定（dìng）相應的控製文件，描述了建立以及管（guǎn）理（lǐ）關鍵工序（xù）質量控製點的方法。
第 6 章 總結與展望。對本文的主要工作進（jìn）行（háng）總（zǒng）結（jié）並對課題的未來研究方向進行展望（wàng）。
圖1.4 論文的（de）邏輯結構（gòu）
第 2 章 加工中心主軸箱體（tǐ）製造工藝可靠性定義及評價指標
為了便於研究加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可（kě）靠性的保（bǎo）障方法，本文對加工中心主軸箱（xiāng）體製造工藝（yì）可靠性進行了定義並提出相應的評價指標。在 2.1 節中介紹了加工中心主（zhǔ）軸（zhóu）箱體的結（jié）構及其在加工中心整（zhěng）機中的作用，結合企（qǐ）業的（de）加（jiā）工實例介紹了加工中心主軸箱體製造工藝流程，在 2.2 節中提出了加工中心主軸（zhóu）箱體（tǐ）製造工藝可（kě）靠性的定義（yì），在 2.3 節中提出了加工中心主軸箱體的主要評價指標，並描述了各個（gè）評（píng）價指標的含義（yì）與計算方法。建立的指標（biāo）體係（xì）能夠全麵（miàn）評價加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性，為（wéi）是否需要（yào）實施製造工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（fāng）法的有效性提供考核依據（jù）。 2.1 加工中心主（zhǔ）軸（zhóu）箱體結構及其製造工藝
2.1.1 加工中心主軸箱體結構
加工（gōng）中心是一種具（jù）有兩種或者兩（liǎng）種以上加工方式（shì）並能自動（dòng）換刀的數控機床[63]。根據主軸空間布置形式（shì）的不同可以分為臥式加工中心和（hé）立式加工（gōng）中心（如圖2.1、圖 2.2 所示（shì）），臥（wò）式加工中（zhōng）心的主軸平行於工作（zuò）台（tái），而立式加工中心的（de）主軸垂直（zhí）於工（gōng）作台（tái）。在對加工（gōng）中心進行可（kě）靠（kào）性研究時，通常將其劃分為基礎部件、機床（chuáng）附件（jiàn）、主軸係統、液壓（yā）係統等子係統，其中主軸係統包括了主軸箱體、主軸、主軸軸承、電機等（děng）。
圖 2.1 臥式加（jiā）工中心（xīn）
圖2.2 立式加工中心
加工（gōng）中心主（zhǔ）軸箱體（tǐ）是承載主軸的關鍵零件，同時與立柱的滾（gǔn）珠絲杠裝配連（lián）接。主軸箱體的製造（zào）質量將會直接影響到（dào）其與主軸、電機、軸承等的裝配質量，從而影響到整機的可靠（kào）性水平。加工中心（xīn）主軸箱體的結構與多（duō）種因素相關，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（dòng），則主軸箱體上（shàng）需要有相（xiàng）應的電機孔（kǒng）、傳動軸孔以及（jí）主軸孔；如果主軸傳動形式為帶傳動，則主軸箱體上不需要傳動軸孔；如果主軸為（wéi）電主軸，則主軸箱體上不需要具有電機孔及（jí）傳動軸孔。根（gēn）據絲杠傳動數量的不同，主軸箱體上相應的布有不同數（shù）量的絲杠連接孔。此外，主軸箱體上還會布有潤滑管（guǎn）路連接孔（kǒng）、導軌麵等。圖 2.3所示為某（mǒu）型號臥式加工中心主軸（zhóu）箱體，圖 2.4 所示為某型號立式加工中心（xīn）主軸箱體。
圖 2.3 某型號臥式加工中心主軸箱體
圖 2.4 某型號立（lì）式加工中心主軸箱體
2.1.2 加工中心主軸箱（xiāng）體製（zhì）造工藝
雖然不同形式的加工中心主軸（zhóu）箱體在主軸孔、傳動軸孔、電機孔（kǒng）、絲杠連接孔的相對位置（zhì）關係上存在一定（dìng）不同，但是從製造工藝的角度分析，臥式加工中心主（zhǔ）軸箱體與立式加工中（zhōng）心主軸箱體均可看作是需要（yào）進行麵（miàn）孔加工的箱體類零件，工藝過程具有（yǒu）較大的相似性。
工藝過（guò）程指的是直接改變生產對象相關性能的過程，這些性能包括（kuò）了物理性能、化學性能（néng）、尺（chǐ）寸、形狀以及相對位置關係等，某些工作如裝夾、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、形狀以及位置（zhì）關係，但（dàn）是這些工作與加工（gōng）過程密切相關而且無法割離，因此這些工作也歸屬到工藝過程的範疇中；工藝過程的種（zhǒng）類較多，包括機械加工、衝壓、熱處理等工藝過程；工序是組成產品製造工藝過程（chéng）的基（jī）本（běn）部（bù）分，也是企業製定生產計劃及核算生產成本的基本單元[64]。因此本文將工序定（dìng）為研究加工中心主軸箱體製造工藝可靠性保障方法的基本單元。
在製定（dìng）加工工（gōng）序的順序時，通常（cháng）有如下原則：先（xiān）進行定位基麵的加工，後進行其他（tā）表麵（miàn）加工；先進行粗加工，後進行精加工（gōng）；先進行主要表麵加工，後進行次要表麵加工；先進行平麵（miàn）加工，後進行孔的（de）加工。但是工序（xù）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安放位置、生產成本、生產調度等其他因素，從而才能（néng）製定出符合企業自身情況的合理工序順序。 加工中心主軸箱體的毛坯為鑄件，製造精（jīng）度尤其是主軸孔的製造精度要求較高，有些型號加工中（zhōng）心主軸箱體體（tǐ）積較大，裝（zhuāng）夾費時費力（如圖 2.5 所示），運（yùn）輸困難，存在一定的加工難（nán）度。本文以某機床企業的主軸箱體（tǐ）為例（見圖 2.6）介紹其（qí）製造工藝流程（見表 2.1，隻保留加工內容），為了便於理解各工序的作用，本文將該型號加工中（zhōng）心主軸箱體的工序按加工位置不同或者（zhě）功能不（bú）同進行了分類（lèi）（見表 2.2）。因涉及企業機密，圖（tú） 2.6 中（zhōng）未注明尺寸參數，表 2.1 中工序（xù）內容除技術要求外（wài），其餘尺寸均為零件圖尺寸，但經過處（chù）理並非企業完整的真（zhēn）實數據。
圖 2.5 某型號主軸箱體生產現場
圖 2.6 某型號主軸箱（xiāng）體示意圖
表 2.1 某型號加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝流（liú）程
表 2.2 工序分類
2.2 加工中（zhōng）心主軸箱體製造工藝可靠性定（dìng）義
為了研（yán）究加工中心主軸箱體製造工（gōng）藝可靠性保障方法，在對（duì）加工中心主軸箱體結構及其製造工藝進行了解後，需要明（míng）確加（jiā）工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性的定義。國家標準 GJB451A-2005 對可（kě）靠性的（de）定義為：產（chǎn）品在規定的（de）時間內以及規（guī）定的條件（jiàn）下，完成規定功能的能力[65]。雖然可靠性的定義是統一的，但是由於產品的差異，對各種產品的可靠性進行定（dìng）義（yì）時也應存在區（qū）別。目前國內外相關學者雖然（rán）從多種（zhǒng）角度提出了製造工藝可靠性的定義，但並沒有一個得到了廣泛的認同[62]。對於加工中心（xīn）主軸箱體製（zhì）造工（gōng）藝可靠性而言，可靠性定（dìng）義中的（de）產品指的（de）是加工中心主軸箱體製造工藝，可靠性定義中的功能指的是製造完成的加工（gōng）中心主軸箱體應符合設計要求。
綜合考慮可靠性的定義以及（jí）目前國內外學者提出的製造工藝可靠性定義，結合加工中心主（zhǔ）軸箱體製造過程的特（tè）點，本文從製（zhì）造過（guò）程符合規定要求（qiú）能力的角度，對加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性定義如下：在（zài）規（guī）定的製造時間內和規定的製造條件下，加工中心主軸箱體製造（zào）工藝（yì）過程符合規定生產要求的能力（lì）。定義中規定的製（zhì）造時間指（zhǐ）的是生產前所指定（dìng）的（de）任務完成時間，其可以（yǐ）是加工前規定的某個工序完成時間也可以是整個工藝流程完成時間，或者是其他某個任務所需（xū）要的完成時間；規定的製造條（tiáo）件指的是加工中心主軸箱（xiāng）體加工過（guò）程中（zhōng）所涉及到的因素包括生（shēng）產環境、工件材料、生產設備、生產人員（yuán）、工藝方法、測量等；規定生產要求指的是加工所依據的（de）技（jì）術要求，包（bāo）括設計圖紙、製定的工藝要求等。本文提出的加工中心主軸（zhóu）箱（xiāng）體製造工藝可靠性（xìng）定義強調了整個工藝過程要符合規定要求，即製造（zào）完成的加工中心主軸箱體不僅符合設計圖紙的要求，而且製造過程中每道工序也應符合工藝要（yào）求，即製造過程中每個操作均應符合工藝要求中（zhōng）的所有內容。
2.3 加工中心主軸箱體（tǐ）製造工藝可靠性評價指標
2.3.1 加工中心（xīn）主軸箱體製造工藝（yì）可靠性評價指標的確定
為了便於評價加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性，需要製定相應的製造工藝可靠性評價指標。薄弱工序指的是（shì）評價指標不符合規定要求或者具有（yǒu）不符合（hé）規定要求的風險較大的製造工序，因此根據製（zhì）造工藝可靠性評價指標的評價結果可以確（què）定出（chū）加工中心（xīn）主軸箱體製造過程中的薄弱工序，從而可以（yǐ）有針對性（xìng）的采取製造工藝（yì）可靠性保障方法。目前國內外不（bú）僅沒有被一致認可的製造工（gōng）藝（yì）可靠性定義，而且也沒（méi）有（yǒu）被一（yī）致認可的製造工藝（yì）可（kě）靠性評價指標。數控機（jī）床可靠性評價指標（biāo）有平（píng）均故障間隔時（shí）間 MTBF、平均首次故障間隔時（shí）間 MTTFF、平均修複時間 MTTR等[66]；蔣平[62]提出製造工藝可靠性指標體係包括工藝穩定性、工（gōng）藝自修（xiū）正性、工藝（yì）遺傳性（xìng）、工藝故障平均維修時間等。為了製定出合（hé）理的加工中心主軸箱體製造工藝可靠性評價指標，本文參考了數控（kòng）機床可（kě）靠（kào）性評價指標（biāo）以及（jí）目前相關學者的研究成果，同時綜合考慮了加工中心主軸箱體製造工藝可靠性的定義。
加工中心主軸箱體製造工藝可靠性與多種因素相關（guān），包括（kuò）生產環境、工件材料、生產（chǎn）設備、生產人員、工藝（yì）方法、測量等，而這些影響因素對製造工藝可靠性的（de）影響可以通（tōng）過工序或者（zhě）工件完（wán）成的時間、工（gōng）藝（yì）故障發生的概率、工藝穩定程度等體現出來，此外製定（dìng）的加工中心主軸箱體製造工藝可靠性評（píng）價指標應具有可計算性、適用性、完備（bèi）性等要求[67]。根據上述（shù）情（qíng）況的討論，本文提出的加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性評（píng）價指標如圖 2.7 所示，具體（tǐ）的指標有（yǒu）工藝可靠度、工藝故障風（fēng）險優先數、工藝穩定性、平均工藝故障間隔時間、平均工藝故障修複時間、合格工序平均完成時間、單個合格工件平均完成時間及其他（tā）指標。
圖 2.7 加工中心主軸箱體製造（zào）工藝可（kě）靠性評價指標
2.2.3 加工中心主軸（zhóu）箱體（tǐ）製造工（gōng）藝可靠性評價指標的計算方法
2.2.3.1 工藝可靠度
工藝可靠度是衡量加工中心主（zhǔ）軸箱體製造工藝可靠性的總體指（zhǐ）標，是（shì）對加工中心主軸箱體製造工藝（yì）可靠性的概率度（dù）量，也是研（yán）究（jiū）加工中心主軸箱體製造工藝可靠性模（mó）型的重要指標。工藝可靠度 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（gōng）藝故障發生概率O 、工藝故障（zhàng）被檢測難度 D 三個角度對製造工序發（fā）生（shēng）的工藝（yì）故障模式（shì）進行評價，S 、O 、D 的評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工序能力指數
2.2.3.4 平均工藝（yì）故障間隔時間（jiān）
平均工（gōng）藝故障間隔時間（ PFMTBF 或CBFT）應（yīng）用於工藝故障可修複（fù）的加工中心主軸箱體製造（zào）工藝過程中，工藝故障是指產品製（zhì）造過程中因未按規定要求而引起的故障。在規定時間和（hé）條件下，加（jiā）工中（zhōng）心主軸箱體製造過程中發生 N 次工藝故障，每（měi）次經過修複便（biàn）可繼續生產作業，假（jiǎ）設連續按照規定要求（qiú）進行生產作業的時間為1t ， 2t ，......， Nt ，則（zé）平均工藝故（gù）障間隔時間為
式 2.5 中T 表示加（jiā）工中心主軸箱（xiāng）體按照規定要求進行生產作業的總（zǒng）時間。
2.2.3.5 平均工藝故障修複時間
平均工藝故障修複時間（ PFMTTR 或CCTT）指的是將加工中心主軸箱體製造過程中發生的工（gōng）藝故障（zhàng）修複到（dào）正常狀（zhuàng）態下所需要的平均時間（jiān）。假設在（zài）規定時間和
式（shì） 2.6 中T 表示加工中（zhōng）心主軸箱體發生工藝故障總的修複時間。
2.2.3.6 合格工序平均完成時間
合格工序平均完成時間（ MQPCT 或PCTT）指的是某個加工中心主軸箱體製（zhì）造工序最終完成合格的加工作業所需要的（de）平均時間（jiān），是衡量該工序加工作業效率的重要（yào）標準，也是綜合評（píng）價加工（gōng）中心主軸箱體製造工藝可靠性的重要指標之一。MQPCT 不僅包（bāo）括了工藝故障修複時間，還包括加工過程涉及到的其它時間如加工設備的維修保養時間、操作人員的誤工時間、正常加工作（zuò）業所需要的時間等。假設在規定時間和條（tiáo）件下，某工序最終完（wán）成合格（gé）加工作業（yè）的加工中心主軸（zhóu）箱體數量為 N ，每個加工中心（xīn）主軸箱體最終合格完成該工序所用的加工作業（yè）時間為1t ，2t ，......， Nt ，則合格工序平均（jun1）完成時間（jiān）為（wéi）
2.2.3.7 單個合格工件平均完成（chéng）時間
單個合格工件平均完成時間（ MQWCT 或WCTT）指的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，是衡量整個工藝（yì）流程生產（chǎn）效率的重要標準，也是綜合評價加工中（zhōng）心主軸箱體（tǐ）製造工藝可靠性的重要指（zhǐ）標之一。MQWCT 指標可以與成品率（lǜ）綜合使用，為考核整個製造工藝流程是否達到企業要求提供參考。假設在規定時間和條件下，完成（chéng）合格的加（jiā）工中心主軸箱（xiāng）體數量為 N ，合格完成（chéng）每個加工（gōng）中心主（zhǔ）軸箱體零（líng）件所用的時間為1t ， 2t ，......， Nt ，則單個合格工件平均完成時間為
需要（yào）說明的是（shì）：隻有在樣本數量比較大的情況下（通常要求樣本數量大於（yú）30），上述計算方法（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）的計算結果才能較為準確的反映（yìng）實際（jì）情況。對於多品種小批量的加工中心主軸箱體，可以采用相似（sì）工序或零件成組的方法進行樣本數量的擴（kuò）充，並將采集到的質量特性值進行相應的數學轉換[54]，從而保證（zhèng）相（xiàng）關指標計（jì）算結果能（néng）較為準確的反映（yìng）實（shí）際情況。
2.3 本章小結
本章分析了加工中心主軸箱體的結構及其在（zài）加工中心整機中（zhōng）的作用，說明了不同型號加工（gōng）中心（xīn）主軸箱體（tǐ）在製造工藝上的相似性，並結合實（shí）例介紹了（le）加工中（zhōng）心主軸箱（xiāng）體的製造工藝流程。根據可靠性的定（dìng）義以及國內外相關學者的研究成果，結合（hé）加工中心主軸箱體製造過程的特點，本文從製造過程符合規定要求能力的角度，提出了（le）加工中心主軸箱（xiāng）體製造工藝可靠性的定義。本章提出了可定量計算的加（jiā）工（gōng）中心主軸箱體製造（zào）工藝可靠性（xìng）評價指標，包括工藝可靠度（dù）、工藝故障風險優先數、工藝穩定性、平（píng）均工藝故障間隔時間、平均工藝故障修（xiū）複時間、合格工序平均完成時間、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（jì）算方法，從而能夠全麵評（píng）價加工中心主軸箱體製（zhì）造工藝可靠性，為（wéi）是否需要實施製造工藝可靠性保障技術提供依據，也為（wéi）驗證製造工藝可靠性保障技術的有效性提供了考核依據。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可（kě）靠性保障方法的重要基礎。
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