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在当今先进制造行业中,伴随自动化技术和智能技术的发展,国外先进企业不断研究,进口数控机床在加工精度和可靠性方面提升巨大,国产数控机床与之相比差距甚远。数控机床在质量上的关键性指标就是可靠性水平,可靠性直接影响加工精度及生产率。由于数控机床是典型的可修系统并且其故障间隔时间大多服从威布尔分布,所以其可靠性试验方法的设计工作非常复杂,国内的数控机床生产商急需在此研究上取得成果。对电火花数控机床故障间隔时间进行建模,得出故障分布函数,以其形状参数为依据进行可靠性鉴定试验方法设计。 研究电火花数控机床可靠性的主要方法是建立故障间隔时间分布的数学模型。通过采集并整理某研究所过往生产的电火花数控机床的故障数据,拟合出故障间隔时间的分布函数。经过模型初选,分析概率密度和累积分布散点图的趋势和特性,从几种常见模型中选定威布尔分布模型;再进行参数估计,运用最小二乘法得到威布尔分布的形状和尺寸参数;最终对模型检验,用相关系数法法进行线性回归分析、K-S法进行分布拟合假设检验。得到故障间隔时间最符合的概率密度函数和分布函数,并求出可靠性参数平均故障间隔时间MTBF为553.25小时、平均维修时间MTTR为3.808小时、固有可用度A为0.9932。 收集并整理了研究所生产的电火花数控机床的故障维修数据,基于电火花加工无宏观应力的特点,运用故障模式影响及危害性分析法(FMECA)结合故障树分析法(FTA),综合分析电火花数控机床故障部位、故障模式和故障原因,并对各子系统危害度、各故障因素重要度进行分析,总结出电火花数控机床薄弱环节为电气系统、CNC系统和电极。 由可靠性建模得到的威布尔分布形状参数m取0.86,以平均故障间隔时间MTBF为试验指标,生产方和使用方风险、鉴别比、MTBF预计值和形状参数为已知参数,进行电火花数控机床可靠性鉴定试验方法设计。基于某研究所研发的大型六轴电火花成型数控机床,设计了截尾序贯试验和定时截尾试验两种方法,截尾序贯试验下合理的接收和拒收条件、截尾试验时间和故障数;定时截尾试验下的试验台数、试验时间和判别指标。生产方可根据使用方要求的不同,选择合适的鉴定试验方法,提供鉴定结果。