數(shù)控車床故障分析與可靠性故障糾正及保障措施

李振威

【摘要】數(shù)控車床的可靠性和質(zhì)量，直接關(guān)系著制造技術(shù)的發(fā)展。數(shù)控車床在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，影響著我國制造業(yè)的制造水平。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，對數(shù)控車床要求具有很好的自動化，同時有和自動化相應(yīng)的維修保障性、維修性、可靠性、維持性等。對數(shù)控車床進行故障分析，能夠有效的減少車床的損害，對于提高數(shù)控車床的可靠性具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床；可靠性；故障分析

在我國經(jīng)濟建設(shè)中，數(shù)控機床發(fā)揮著重要的作用。數(shù)控機床的質(zhì)量和安全性、可靠性都會影響車床的使用效率。在生產(chǎn)過程中，對數(shù)控機床進行故障分析，了解數(shù)控機床的使用安全問題，對于提高數(shù)控機床的運行效率非常關(guān)鍵。最好了故障分析之后，研究提高可靠性的方法，能夠優(yōu)化數(shù)控車床的設(shè)計，對于提高生產(chǎn)力有很好的效果。

一、數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計

1、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計系統(tǒng)

數(shù)控車床的設(shè)計、使用、維修、故障分析與信息的可靠性聯(lián)系密切，為了快捷精確的分析可靠性，就要建立一套一套完成的數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計系統(tǒng)。數(shù)控車床的數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)建立在Visual Basic的基礎(chǔ)上，一共分為4個環(huán)節(jié)：登陸、信息錄入、數(shù)據(jù)導入或者導出、打印。信息統(tǒng)計分析是數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)的核心部分，主要包括區(qū)間統(tǒng)計、描述統(tǒng)計、假設(shè)檢驗、參數(shù)估計、曲線擬合五個部分。

2、故障時間分布的認定

數(shù)控車床屬于一種復雜的大型產(chǎn)品，因此壽命有一定的特征。最開始的一個階段是早期故障期，在機床運行的開始階段，會出現(xiàn)一些調(diào)試方面的故障。之后是偶然故障期，這個期間中，沒有了早期的故障，車床運行趨于穩(wěn)定，基本上很少產(chǎn)生故障。最后是耗損故障期，說明車床的使用時間比較長，已經(jīng)達到了最后的使用階段。在進行實際故障分析的時候，要做好參數(shù)估計，確定故障的間隔時間。

二、可靠性的分析

1、某種數(shù)控車床考核

進行考核的車床是45度傾斜的高剛性的床身，能夠用于高度強力切削。這種機床的主軸剛性強、精度高，可以進行恒速切削和無極調(diào)速切削，在停止和啟動的時候非常迅速。機床的每個潤滑點都設(shè)有地理循環(huán)裝置來保證定量潤滑，程序可以控制尾臺套筒的伸縮。這種型號的機床能夠加工多頭螺紋、公英制螺紋、圓弧、直線，尤其是要求高形狀復雜的盤類和軸類的零件非常適合。

2、對故障模式、故障影響與致命度進行分析

在數(shù)據(jù)的收集和整理階段，我們依據(jù)故障數(shù)據(jù)的計數(shù)原則和判定依據(jù)，將不真實的數(shù)據(jù)剔除出去，將真實有效的信息留下來。在車床整機的故障進行分析的時候發(fā)現(xiàn)，Z軸故障最多，主要是Z軸點動時顫動、Z軸電機皮松動、Z軸過載報警。X軸也發(fā)生很多故障，主要是托板有間隙、絲杠有間隙、電擊聯(lián)軸節(jié)松動等。

對故障的模式進行分析，能夠得出幾何精度超標是最大的比例，主要原因是X軸托板有間隙和絲杠有間隙，導致了加工零件的精度比較低。零部件損壞主要是因為絲杠擠壓。對子系統(tǒng)的故障進行了分析，我們發(fā)現(xiàn)Z軸進給系統(tǒng)故障原因主要是預緊機構(gòu)松動、零部件損壞、基礎(chǔ)件振動造成的。X軸進給系統(tǒng)通常來說，都是因為工藝型的幾何精度超標引起的。

三、提高可靠性的策略

1、在早期進行試驗

數(shù)控車床在早期發(fā)生了很多故障，若是這些故障不能及時得到解決，就會影響之后的使用。所以要加強早期數(shù)控車床的故障試驗，發(fā)現(xiàn)潛在和暴露出來的故障，解決這些故障，保證數(shù)控車床進入偶然故障期。

2、優(yōu)化可靠性設(shè)計

電氣設(shè)計一般都是使用模塊設(shè)計，用戶提出了新要求，就會增加新的模塊。因為板塊眾多，出現(xiàn)的問題也是多種多樣。在安裝過程中，電氣元件要進行認真篩選，尤其是用戶總是反應(yīng)的易出現(xiàn)故障的元件，一定要替換，給用戶選擇更好的元件。在工藝規(guī)程和零件圖樣上，要精確的規(guī)定尺寸，優(yōu)化鎖緊信號的發(fā)訊結(jié)構(gòu)，減少頂尺卡死的情況。優(yōu)化刀具和工件的冷卻系統(tǒng)，讓冷卻水跟著刀具的位置變動，這樣可以提高冷卻液的使用率，同時提高了刀具和冷卻工件的可靠性。優(yōu)化潤滑系統(tǒng)，不同的潤滑點使用單線阻尼系統(tǒng)供油，提升潤滑的效果。

3、關(guān)鍵工序和裝配過程進行提升

在數(shù)控車床故障分析中，很多故障都是因為裝配過程和關(guān)鍵工序不正確導致的。所以要提高數(shù)控車床的可靠性，就要對關(guān)鍵工序和裝配過程進行提升。主軸對于加工精度非常重要，對這道加工程序的改進方法是：定期檢查精確度，控制加工精度；檢查關(guān)鍵的工序；對主要加工面和配合面的形狀尺寸進行檢查；檢具、量具要定期校對。改進電氣裝配的方法是：在裝配之前，認真審查元件的型號和規(guī)格；在裝配的時候，保證接頭號碼的正確性；要對絕緣電阻檢測和安全性進行實驗。尤其是在安裝絲杠的時候，保證防護罩殼準確到位，密封部件和防護板要安裝好。

4、關(guān)鍵套配件進行可靠性保證

對關(guān)鍵的套配件進行保證，主要是對采購、選擇、入庫、裝配篩選檢驗等進行保證。首先就要保證采購的套配件的質(zhì)量合格，裝配的套配件質(zhì)量好，能夠有效的保證數(shù)控車床的可靠性。通常，很多數(shù)控車床的故障都是因為套配件的質(zhì)量問題導致的，所以要加強質(zhì)量監(jiān)管，提高數(shù)控車床的套配件質(zhì)量。

四、可靠性增長技術(shù)的故障糾正以及保證措施

為了提高可靠性增長技術(shù)在數(shù)控車床中的使用性，在對故障進行檢測中，要對其進行糾正，提高可靠性的保證對策。因此具體的做法表現(xiàn)在：1、改進設(shè)計系統(tǒng)。要改進數(shù)控車床的設(shè)計領(lǐng)域，大大降低生產(chǎn)線上運行的機床故障，提高用戶的滿意程度。在設(shè)計過程中采用CAD軟件，最終實現(xiàn)主軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，提高數(shù)控車床在運行中的可靠性，保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，以及剛度等，提高使用性能。2、引入可靠性設(shè)計方法。在設(shè)計過程中要嚴格按照設(shè)計規(guī)范進行。做好故障模式影響分析和可靠性檢查表。還要及時對故障分析案例進行歸納和總結(jié)。通常設(shè)計規(guī)范時長期總結(jié)出來的，它對于提高產(chǎn)品的可靠性有重要作用；可靠性檢查表是設(shè)計人員在檢查過程中根據(jù)故障潛在發(fā)生狀況制定的模式表。其目的是增強數(shù)控車床可靠性設(shè)計標準。3、增強配套設(shè)施以及外購件的可靠性保證對策。對于相關(guān)的配套產(chǎn)品要加強其質(zhì)量，對主機可靠性水平提供重要保證，針對相關(guān)的配套件以及外購件要按照審批手續(xù)嚴格進行，規(guī)范程序。另外對可靠性影響比較大的配套件，要根據(jù)長期數(shù)據(jù)積累，提高質(zhì)量。4、故障試驗分析。為了提高數(shù)控車床可靠性增長技術(shù)。因此在具體制造過程中要對故障進行試驗分析，充分研究產(chǎn)品潛在的故障，在總裝前進行關(guān)鍵部件的可靠性試驗檢測，及時發(fā)現(xiàn)，以便及時采取相應(yīng)的措施，排除不安全因素。5、針對關(guān)鍵工序以及裝配過程中的可靠性技術(shù)研究。針對數(shù)控車床中一些關(guān)鍵的工序要進行精加工，保證其裝配工藝完全符合相關(guān)的要求，加強技術(shù)規(guī)范，為數(shù)控車床可靠性增長技術(shù)的進一步研究提供重要途徑。

五、結(jié)束語

數(shù)控車床在我國的制造行業(yè)有很重要的作用，要加強數(shù)控車床的故障分析，探究產(chǎn)生故障的原因，并且進行合理的優(yōu)化探究。首先要使用軟件，通過對假設(shè)檢驗、參數(shù)估計等確定故障時間間隔，建立最佳的模型。其次要對車床的影響因素、故障模式、致命度進行分析，找出每個環(huán)節(jié)引起故障的概率，最終查找出最薄弱的地方，進行針對性的改進。通過故障分析，能夠有效的提高可靠性，對于數(shù)控機床的優(yōu)化具有重要的意義。

【參考文獻】

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