數(shù)控機(jī)床是組成和裝備現(xiàn)代制造系統(tǒng)的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，其發(fā)展水平關(guān)乎國家安全和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。就目前我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展形勢(shì)來看，國內(nèi)研發(fā)的數(shù)控機(jī)床在功能方面取得了明顯進(jìn)展，但可靠性水平輕差，與國外相比差距顯著。尤其是與數(shù)控機(jī)床配套的功能部件，如刀庫、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠、主軸、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、導(dǎo)軌防護(hù)罩等的可靠性水平與國外相比差距更大。這些關(guān)鍵功能部件大多依靠進(jìn)口，成為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本文基于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可靠性研究及導(dǎo)軌防護(hù)罩可靠性研究，就這兩種加工中心關(guān)鍵功能部件可靠性研究方法進(jìn)行闡述。

    1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可靠性研究

    數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)作為加工中心的重要功能部件之一，主要實(shí)現(xiàn)加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)分度。相比于其他功能部件，轉(zhuǎn)臺(tái)處在加工區(qū)域，受切削液、工件切屑和切削力的影響，工作環(huán)境十分惡劣，容易導(dǎo)致故障的發(fā)生和旋轉(zhuǎn)精度的過快衰減，是影響國產(chǎn)加工中心可靠性的重要因素。為了研究其可靠性，設(shè)計(jì)制造了一套試驗(yàn)平臺(tái),采用強(qiáng)化試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。其中，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)選用的是國產(chǎn)某系列加工中心連續(xù)分度轉(zhuǎn)臺(tái)。電動(dòng)機(jī)通過齒形帶帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng) , 蝸輪蝸桿傳動(dòng)使得數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)體相對(duì)軸心轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)360°的分度。

    1.1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方法

    數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方法包括試驗(yàn)時(shí)間的規(guī)定、試驗(yàn)內(nèi)容的確定。試驗(yàn)時(shí)間為現(xiàn)有數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái) MTBF 的 3 倍或以上。對(duì)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行早期故障排除試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)總時(shí)間應(yīng)不少于 120h。試驗(yàn)內(nèi)容包括空載轉(zhuǎn)位試驗(yàn)、轉(zhuǎn)臺(tái)靜止時(shí)的力加載試驗(yàn)、轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)態(tài)力加載試驗(yàn)。

    ①安裝試驗(yàn)臺(tái)

    ②空載轉(zhuǎn)位試驗(yàn)

    在空載轉(zhuǎn)位試驗(yàn)前，檢查數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)試驗(yàn)臺(tái)及數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的潤滑和冷卻狀態(tài)。在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)面安裝設(shè)計(jì)規(guī)定的卡盤，并裝夾形狀及尺寸均符合數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)承載要求的工件。試驗(yàn)時(shí)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)需按表 1 所示角度間隔及順序進(jìn)行抱閘機(jī)構(gòu)松開、轉(zhuǎn)位和緊鎖的正、反向連續(xù)順序轉(zhuǎn)位。

    3 結(jié)語

    ① 通過自主設(shè)計(jì)制試驗(yàn)平臺(tái)，成功的完成了數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和導(dǎo)軌防護(hù)罩的可靠性研究強(qiáng)化試驗(yàn)，驗(yàn)證了故障模式，獲取了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，課題數(shù)據(jù)庫提供了寶貴的數(shù)據(jù)。。根據(jù)可靠性分析結(jié)果得知，該類數(shù)控機(jī)床功能部件產(chǎn)品的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，為新產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)方案的制定提供依據(jù)。

    ② 同時(shí)，制定了數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和導(dǎo)軌防護(hù)罩的可靠性試驗(yàn)規(guī)范，根據(jù)所制定的試驗(yàn)規(guī)范，利用這兩個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，后續(xù)可以對(duì)此類相關(guān)的功能部件進(jìn)行強(qiáng)化驗(yàn)證試驗(yàn)，對(duì)擬使用的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和導(dǎo)軌防護(hù)罩進(jìn)行可靠性評(píng)估和篩選。