ak31数控刀架可靠性分析与控制技术研究

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1、AK31数控刀架可靠性分析与控制技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：陈志恒指导教师：刘英教授专业：机械制造及其自动化学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一四年五月ResearchonReliabilityAnalysisandControlTechnologyofAK31CNCTurretAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByChenZhihengSupervise

2、dbyProf.LiuYingSpecialty:MechanicalManufacturing&AutomationCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2014中文摘要摘要数控机床关键功能部件作为数控机床的单元技术载体，其可靠性水平直接影响到机床整机的可靠性水平，然而目前国产中高档数控机床所配功能部件还无法摆脱对进口的依赖，其可靠性水平与国外先进水平还存在着较大的差距，数控刀架作为数控机床最关键的功能部件，其任一微小的故障都会导致机床整机工作的中断甚至

3、停机，从而降低机床的加工效率与加工精度，因此有必要对数控刀架产品的可靠性进行深入的研究。目前国内对数控刀架可靠性的研究集中于可靠性试验与评价方面，而详细的可靠性分析及控制技术研究的较少。因此本文结合国家科技重大专项项目，以烟台环球附件集团的AK31数控刀架为对象，对其进行深入的可靠性分析与控制技术的研究，具有重要的研究意义，并以期为数控刀架产品可靠性的提升提供良好的参考。本文主要研究内容如下：①依据数控刀架产品结构及工作原理对数控刀架产品进行系统定义，得到产品功能层次与结构层次的对应关系及任务可靠性模型；对数控刀架故障维修记录进行统计分析，得到产品故障模式

4、、原因及故障部位的统计结果；对数控刀架进行FMEA分析，得到各功能部位的故障模式及其原因，并提出了针对性的改进措施与使用补偿措施；运用模糊RPN法对数控刀架进行模糊危害性水平分析，得到了产品各功能部位的风险优先排序，为数控刀架针对性的可靠性提升提供参考；②对数控刀架进行故障树分析，根据数控刀架FMEA情况，以其常见故障模式为顶事件，对其进行故障溯源，找出导致各故障模式顶事件的深层原因；对所建立的故障树模型进行定性分析找出各故障顶事件的最小割集，定量分析通过概率模糊理论计算得到顶事件的发生概率区间以及原因事件的重要度排序，使得分析结果更加客观与准确，最终找出

5、影响刀架产品可靠性的薄弱环节。③针对AK31数控刀架进行面向制造过程的可靠性控制技术研究。给出了外购元器件的入场检验工作流程，元器件供应商的可靠性评价体系，对外购元器件的入厂可靠性进行了控制；对数控刀架关键零部件的相关工序进行过程能力的分析，并提出了提高过程能力的控制措施；进行了数控刀架装配过程可靠性控制点的设定，对刀架装配可靠性的提升具有很好的实用价值。关键词：数控刀架，可靠性分析，模糊理论，制造过程，可靠性控制I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTAsthecelltechnologycarrierofNCmachine,thekeyfun

6、ctionalcomponents’reliabilityleveldirectlyaffectsentiremachinetool’slevel,howeverthefunctionalcomponentsofdomestichigh-gradeCNCmachinetoolareunabletogetridofthedependenceonimportedcomponents,andthereisalargergapbetweenitsreliabilitylevelandtheforeignadvancedlevel,sothestudyofitsre

7、liabilityisextremelyurgent.AsthemostcriticalfunctionalunitofCNClathe,CNCturretcanguaranteecompletemanyorallofthemachiningprocessinoneclamping,cutdowntheauxiliarytimeofprocessing,reducetheerrorcausedbythemultipleinstallations,howeverit’sanytinyfault’shappeningwillresultinthebreakof

8、forstopofthemachinework,thenreduc