加工中心关键功能部件的可靠性分析

数控机床是组成和装备现代制造系统的物质和技术基础，其发展水平关乎国家安全和国民经济的发展。就目前我国数控机床技术发展形势来看，国内研发的数控机床在功能方面取得了明显进展，但可靠性水平轻差，，与国外相比差距显著。尤其是与数控机床配套的功能部件，如刀库、直线导轨、滚珠丝杠、主轴、数控转台、导轨防护罩等的可靠性水平与国外相比差距更大。这些关键功能部件大多依靠进口，成为数控机床产业发展的瓶颈。本文基于数控转台可靠性研究及导轨防护罩可靠性研究，就这两种加工中心关键功能部件可靠性研究方法进行阐述。
1 数控转台可靠性研究
　　数控转台作为加工中心的重要功能部件之一，主要实现加工时的旋转分度。相比于其他功能部件，转台处在加工区域，受切削液、工件切屑和切削力的影响，工作环境十分恶劣，容易导致故障的发生和旋转精度的过快衰减，是影响国产加工中心可靠性的重要因素。为了研究其可靠性，设计制造了一套试验平台（见图 1），采用强化试验方法进行试验。其中，数控转台选用的是国产某系列加工中心连续分度转台。电动机通过齿形带带动蜗杆转动 , 蜗轮蜗杆传动使得数控转台的回转体相对轴心转动以实现 360°的分度。
1.1 数控转台可靠性强化试验方法
　　数控转台可靠性强化试验方法包括试验时间的规定、试验内容的确定。试验时间为现有数控转台 MTBF 的 3 倍或以上。对数控转台进行早期故障排除试验时，试验总时间应不少于 120h。试验内容包括空载转位试验、转台静止时的力加载试验、转台运转时的动态力加载试验。
①安装试验台
②空载转位试验
　　在空载转位试验前，检查数控转台试验台及数控转台的润滑和冷却状态。在数控转台工作台面安装设计规定的卡盘，并装夹形状及尺寸均符合数控转台承载要求的工件。试验时，数控转台需按表 1 所示角度间隔及顺序进行抱闸机构松开、转位和紧锁的正、反向连续顺序转位。

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3 结语
　　① 通过自主设计制试验平台，成功的完成了数控转台和导轨防护罩的可靠性研究强化试验，验证了故障模式，获取了大量的试验数据，课题数据库提供了宝贵的数据。。根据可靠性分析结果得知，该类数控机床功能部件产品的可靠性薄弱环节，为新产品可靠性试验方案的制定提供依据。
　　② 同时，制定了数控转台和导轨防护罩的可靠性试验规范，根据所制定的试验规范，利用这两个试验平台，后续可以对此类相关的功能部件进行强化验证试验，对拟使用的数控转台和导轨防护罩进行可靠性评估和筛选。

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