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《重庆大学》 2011年
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加工中心及其功能部件可靠性技术研究

许智  
【摘要】:长期以来,国产数控机床因为可靠性差,所生产的数控机床主要局限于中低端产品,高档数控机床基本上依赖进口。数控机床的可靠性直接影响到用户的使用情况和购买欲望,可靠性低不仅极大地影响设备的正常使用,还会增加制造企业和用户的成本,更重要的是严重影响了人们对国产数控机床的使用信心。虽然经过20多年的技术攻关,我国数控机床的可靠性指标MTBF从原来的平均200h提高到500h左右,但是相比国外的数控机床,国产数控机床的故障率仍然显得过高。本文结合国家《高档数控机床及基础制造装备》科技重大专项项目,以国产某系列卧式加工中心为研究对象,对其典型功能部件的可靠性技术进行了比较深入系统的研究,并获得一些具有指导意义的研究成果,希望通过提高功能部件的可靠性来提高整机的可靠性。 本文在对某企业加工中心故障数据进行了调研的基础上,比较全面掌握了该系列加工中心功能部件的可靠性现状,发现数控机床在使用初期的故障率非常高,然后根据故障率浴盆曲线对故障发生的阶段进行界定,定义了数控机床的早期故障,通过对浴盆曲线定量化的研究来确定早期故障期,随后提出了适用于数控机床整机和功能部件的早期故障消除概念,研究了早期故障的形成原因和消除机理,制定了功能部件早期故障消除的实施流程,并详细叙述了早期故障消除技术的具体内容和实施方法。 其次,对加工中心的自制功能部件——数控转台,实施了早期故障消除技术。在了解其结构、功能和性能指标的基础上,对数控转台的潜在故障进行了理论分析,并以此为依据设计了可靠性强化试验方案,重点研究了试验剖面的建立和加速应力的选择。最后对试验中发生的故障进行了分析,找出了故障原因,并提出切实可行的改进措施来消除故障,提高数控转台的可靠性。 最后,对刀库的可靠性技术进行了研究。刀库作为加工中心中故障最多的外购功能部件,研究其可靠性技术的目的是验证其可靠性是否达到设计要求。通过利用GO法对刀库进行可靠性建模,找到其薄弱环节并制定出刀库的可靠性验收试验方法,选定验收方案,最后根据试验结果给出判定结果。刀库可靠性技术的实施可以规范外购件入厂验收流程,并向供应商反映产品的故障,督促其对产品质量实施改进。 功能部件可靠性的高低是整机可靠性的基础,只有功能部件的可靠性得到保证,整机的可靠性才能得到有效提升。研究结果表明,对加工中心典型功能部件的可靠性技术进行研究,可以有效提高和控制功能部件的可靠性,最终实现数控机床整机可靠性的提高。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG659

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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1 张春华;步降应力加速寿命试验的理论和方法[D];国防科学技术大学;2002年
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10 赵东风;;具有优先级控制的加工中心性能评价[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
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