数控机床可靠性概述

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1、数控机床可靠性概述张根保柳剑（重庆大学机械工程学院，重庆400044）摘要：数控机床是装备制造业和国民经济建设的基础装备，可靠性是衡量数控机床性能的重要指标。企业要实施可靠性工程，事先要了解和掌握可靠性的基本概念和基础理论。本文主要对数控机床可靠性进行概述，包括数控机床可靠性的基本概念、可靠性的数学基础、可靠性的主要内容、可靠性的发展以及目前存在的主要问题等内容。关键词：可靠性；数控机床中图分类号：TG659文献标识码：AOverviewonReliabilityofNCMachineToolsZHANGGenbao,LIUJian(School

2、ofMechanicalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:NCmachinetoolisfundamentalequipmentforequipmentmanufacturingandnationaleconomicconstruction.ReliabilityisanimportantindicatoroftheperformanceofNCmachinetools.Somebasicconceptsandtheoriesmustbecomprehen

3、dedbeforetheimplementationofreliabilityengineeringinenterprises.Inthispaper,anoverviewonreliabilityofNCmachinetoolsisintroduced,includingbasicconceptsofreliability,mathematicalbasisofreliability,maincontentsofreliability,developmentprocessofreliability,andmainproblemsofreliab

4、ilityresearchinNCmachinetools.Keywords:Reliability;NCMachineTools数控机床是装备制造业的“工作母机”，是实现国家工业化和现代化的基础装备，其性能、质量和拥有量是衡量一个国家工业现代化水平和综合国力的重要标志。目前，高速、高效、自动化、高精度和高可靠性是现代数控机床发展的主要趋势。而我国高档数控机床与世界先进水平相比，产品在运行过程中发生故障的频率高、寿命周期短、性能不稳定、可靠性差。可靠性作为衡量数控机床性能的重要指标，多年来一直困扰着我国数控机床行业的发展，严重影响了国产数控机床的

5、市场竞争力。因此如何提高数控机床的可靠性已成为我国装备制造业面临的重大课题。作者所在的团队于2014年在《制造技术及机床》杂志第四期上发表了“数控机床可靠性方法论：8341工程”的文章，系统的介绍了制造企业可靠性工程实施的方法论，本文主要对数控机床可靠性相关知识进行概述，并为8341可靠性工程在企业的实施提供基础理论。1数控机床可靠性的基本概念可靠性的定义最初是由RobertLusser在1952年提出的，他认为，产品的可靠性就是“产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力”。在我国的GB318-82标准中，也对可靠性下了类似定义。从可

6、靠性的定义可以看出，可靠性是质量的一种属性，是产品的一种能力，是产品在“三个规定”的条件下满足成功使用的概率[1-2]，可靠性在很大程度上代表了产品的“可用性”。根据可靠性的定义，在衡量数控机床的可靠性时，“规定的条件”就是机床在设计时确定的产品使用环境和工作条件，一般包括加工尺寸、切削用量、切削功率、使用环境条件、加工材料等；“规定的时间”指的是设计确定的运行寿命，也可以是机床大修前的年限，还可以是可靠性考核时确定的任何年限；“规定的功能”是指机床设计时确定的功能，例如加工中心可以完成钻、铣、镗、铰、攻数控机床可靠性技术基金项目：国家自然科学基

7、金资助项目（51175527）；国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（2012ZX04011-031,2013ZX04005-012）8专题专访SpecialTopice&Interview丝等功能。数控机床的可靠性一般与故障相关，故障可分为功能性故障和非功能性故障。如果数控机床在运行过程中功能性故障很少，机床处于“随时可用”状态，则其可靠性就高；反之，如果数控机床功能性故障频出，经常需要停机维修，则其可靠性就差。值得注意（2）故障率故障率是指工作到某时刻t尚未发生故障的机床，在该时刻t以后的下一个单位时间Dt内发生故障的概率，记为(

8、t)，其数学表达式为：(t)=limPr(t

9、T>t)Dt®0Dt的是，数控机床中的一些非功能性故障并不直接影响=lim