數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】數控車床的可靠性和質量，直接關系著制造技術的發展。數控車床在現代工業發展中占據著重要的地位，影響著我國制造業的制造水平。隨著社會經濟的快速發展，對數控車床要求具有很好的自動化，同時有和自動化相應的維修保障性、維修性、可靠性、維持性等。對數控車床進行故障分析，能夠有效的減少車床的損害，對于提高數控車床的可靠性具有重要的意義。

【關鍵詞】數控車床；可靠性；故障分析

在我國經濟建設中，數控機床發揮著重要的作用。數控機床的質量和安全性、可靠性都會影響車床的使用效率。在生產過程中，對數控機床進行故障分析，了解數控機床的使用安全問題，對于提高數控機床的運行效率非常關鍵。最好了故障分析之后，研究提高可靠性的方法，能夠優化數控車床的設計，對于提高生產力有很好的效果。

一、數據的分析統計

1、數據分析統計系統

數控車床的設計、使用、維修、故障分析與信息的可靠性聯系密切，為了快捷精確的分析可靠性，就要建立一套一套完成的數據分析統計系統。數控車床的數據統計系統建立在Visual Basic的基礎上，一共分為4個環節：登陸、信息錄入、數據導入或者導出、打印。信息統計分析是數據統計系統的核心部分，主要包括區間統計、描述統計、假設檢驗、參數估計、曲線擬合五個部分。

2、故障時間分布的認定

數控車床屬于一種復雜的大型產品，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，會出現一些調試方面的故障。之后是偶然故障期，這個期間中，沒有了早期的故障，車床運行趨于穩定，基本上很少產生故障。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，要做好參數估計，確定故障的間隔時間。

二、可靠性的分析

1、某種數控車床考核

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有地理循環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

在數據的收集和整理階段，我們依據故障數據的計數原則和判定依據，將不真實的數據剔除出去，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現，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軸也發生很多故障，主要是托板有間隙、絲杠有間隙、電擊聯軸節松動等。

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。對子系統的故障進行了分析，我們發現Z軸進給系統故障原因主要是預緊機構松動、零部件損壞、基礎件振動造成的。X軸進給系統通常來說，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

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

2、優化可靠性設計

電氣設計一般都是使用模塊設計，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的易出現故障的元件，一定要替換，給用戶選擇更好的元件。在工藝規程和零件圖樣上，要精確的規定尺寸，優化鎖緊信號的發訊結構，減少頂尺卡死的情況。優化刀具和工件的冷卻系統，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。優化潤滑系統，不同的潤滑點使用單線阻尼系統供油，提升潤滑的效果。

3、關鍵工序和裝配過程進行提升

在數控車床故障分析中，很多故障都是因為裝配過程和關鍵工序不正確導致的。所以要提高數控車床的可靠性，就要對關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、關鍵套配件進行可靠性保證

對關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量合格，裝配的套配件質量好，能夠有效的保證數控車床的可靠性。通常，很多數控車床的故障都是因為套配件的質量問題導致的，所以要加強質量監管，提高數控車床的套配件質量。

四、可靠性增長技術的故障糾正以及保證措施

為了提高可靠性增長技術在數控車床中的使用性，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在：1、改進設計系統。要改進數控車床的設計領域，大大降低生產線上運行的機床故障，提高用戶的滿意程度。在設計過程中采用CAD軟件，最終實現主軸結構的優化設計，提高數控車床在運行中的可靠性，保證主軸的回轉精度，以及剛度等，提高使用性能。2、引入可靠性設計方法。在設計過程中要嚴格按照設計規范進行。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。通常設計規范時長期總結出來的，它對于提高產品的可靠性有重要作用；可靠性檢查表是設計人員在檢查過程中根據故障潛在發生狀況制定的模式表。其目的是增強數控車床可靠性設計標準。3、增強配套設施以及外購件的可靠性保證對策。對于相關的配套產品要加強其質量，對主機可靠性水平提供重要保證，針對相關的配套件以及外購件要按照審批手續嚴格進行，規范程序。另外對可靠性影響比較大的配套件，要根據長期數據積累，提高質量。4、故障試驗分析。為了提高數控車床可靠性增長技術。因此在具體制造過程中要對故障進行試驗分析，充分研究產品潛在的故障，在總裝前進行關鍵部件的可靠性試驗檢測，及時發現，以便及時采取相應的措施，排除不安全因素。5、針對關鍵工序以及裝配過程中的可靠性技術研究。針對數控車床中一些關鍵的工序要進行精加工，保證其裝配工藝完全符合相關的要求，加強技術規范，為數控車床可靠性增長技術的進一步研究提供重要途徑。

五、結束語

數控車床在我國的制造行業有很重要的作用，要加強數控車床的故障分析，探究產生故障的原因，并且進行合理的優化探究。首先要使用軟件，通過對假設檢驗、參數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，找出每個環節引起故障的概率，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，對于數控機床的優化具有重要的意義。

【參考文獻】

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