数控车床故障分析与可靠性故障纠正及保障措施

李振威

【摘要】数控车床的可靠性和质量，直接关系着制造技术的发展。数控车床在现代工业发展中占据着重要的地位，影响着我国制造业的制造水平。随着社会经济的快速发展，对数控车床要求具有很好的自动化，同时有和自动化相应的维修保障性、维修性、可靠性、维持性等。对数控车床进行故障分析，能够有效的减少车床的损害，对于提高数控车床的可靠性具有重要的意义。

【关键词】数控车床；可靠性；故障分析

在我国经济建设中，数控机床发挥着重要的作用。数控机床的质量和安全性、可靠性都会影响车床的使用效率。在生产过程中，对数控机床进行故障分析，了解数控机床的使用安全问题，对于提高数控机床的运行效率非常关键。最好了故障分析之后，研究提高可靠性的方法，能够优化数控车床的设计，对于提高生产力有很好的效果。

一、数据的分析统计

1、数据分析统计系统

数控车床的设计、使用、维修、故障分析与信息的可靠性联系密切，为了快捷精确的分析可靠性，就要建立一套一套完成的数据分析统计系统。数控车床的数据统计系统建立在Visual Basic的基础上，一共分为4个环节：登陆、信息录入、数据导入或者导出、打印。信息统计分析是数据统计系统的核心部分，主要包括区间统计、描述统计、假设检验、参数估计、曲线拟合五个部分。

2、故障时间分布的认定

数控车床属于一种复杂的大型产品，因此寿命有一定的特征。最开始的一个阶段是早期故障期，在机床运行的开始阶段，会出现一些调试方面的故障。之后是偶然故障期，这个期间中，没有了早期的故障，車床运行趋于稳定，基本上很少产生故障。最后是耗损故障期，说明车床的使用时间比较长，已经达到了最后的使用阶段。在进行实际故障分析的时候，要做好参数估计，确定故障的间隔时间。

二、可靠性的分析

1、某种数控车床考核

进行考核的车床是45度倾斜的高刚性的床身，能够用于高度强力切削。这种机床的主轴刚性强、精度高，可以进行恒速切削和无极调速切削，在停止和启动的时候非常迅速。机床的每个润滑点都设有地理循环装置来保证定量润滑，程序可以控制尾台套筒的伸缩。这种型号的机床能够加工多头螺纹、公英制螺纹、圆弧、直线，尤其是要求高形状复杂的盘类和轴类的零件非常适合。

2、对故障模式、故障影响与致命度进行分析

在数据的收集和整理阶段，我们依据故障数据的计数原则和判定依据，将不真实的数据剔除出去，将真实有效的信息留下来。在车床整机的故障进行分析的时候发现，Z轴故障最多，主要是Z轴点动时颤动、Z轴电机皮松动、Z轴过载报警。X轴也发生很多故障，主要是托板有间隙、丝杠有间隙、电击联轴节松动等。

对故障的模式进行分析，能够得出几何精度超标是最大的比例，主要原因是X轴托板有间隙和丝杠有间隙，导致了加工零件的精度比较低。零部件损坏主要是因为丝杠挤压。对子系统的故障进行了分析，我们发现Z轴进给系统故障原因主要是预紧机构松动、零部件损坏、基础件振动造成的。X轴进给系统通常来说，都是因为工艺型的几何精度超标引起的。

三、提高可靠性的策略

1、在早期进行试验

数控车床在早期发生了很多故障，若是这些故障不能及时得到解决，就会影响之后的使用。所以要加强早期数控车床的故障试验，发现潜在和暴露出来的故障，解决这些故障，保证数控车床进入偶然故障期。

2、优化可靠性设计

电气设计一般都是使用模块设计，用户提出了新要求，就会增加新的模块。因为板块众多，出现的问题也是多种多样。在安装过程中，电气元件要进行认真筛选，尤其是用户总是反应的易出现故障的元件，一定要替换，给用户选择更好的元件。在工艺规程和零件图样上，要精确的规定尺寸，优化锁紧信号的发讯结构，减少顶尺卡死的情况。优化刀具和工件的冷却系统，让冷却水跟着刀具的位置变动，这样可以提高冷却液的使用率，同时提高了刀具和冷却工件的可靠性。优化润滑系统，不同的润滑点使用单线阻尼系统供油，提升润滑的效果。

3、关键工序和装配过程进行提升

在数控车床故障分析中，很多故障都是因为装配过程和关键工序不正确导致的。所以要提高数控车床的可靠性，就要对关键工序和装配过程进行提升。主轴对于加工精度非常重要，对这道加工程序的改进方法是：定期检查精确度，控制加工精度；检查关键的工序；对主要加工面和配合面的形状尺寸进行检查；检具、量具要定期校对。改进电气装配的方法是：在装配之前，认真审查元件的型号和规格；在装配的时候，保证接头号码的正确性；要对绝缘电阻检测和安全性进行实验。尤其是在安装丝杠的时候，保证防护罩壳准确到位，密封部件和防护板要安装好。

4、关键套配件进行可靠性保证

对关键的套配件进行保证，主要是对采购、选择、入库、装配筛选检验等进行保证。首先就要保证采购的套配件的质量合格，装配的套配件质量好，能够有效的保证数控车床的可靠性。通常，很多数控车床的故障都是因为套配件的质量问题导致的，所以要加强质量监管，提高数控车床的套配件质量。

四、可靠性增长技术的故障纠正以及保证措施

为了提高可靠性增长技术在数控车床中的使用性，在对故障进行检测中，要对其进行纠正，提高可靠性的保证对策。因此具体的做法表现在：1、改进设计系统。要改进数控车床的设计领域，大大降低生产线上运行的机床故障，提高用户的满意程度。在设计过程中采用CAD软件，最终实现主轴结构的优化设计，提高数控车床在运行中的可靠性，保证主轴的回转精度，以及刚度等，提高使用性能。2、引入可靠性设计方法。在设计过程中要严格按照设计规范进行。做好故障模式影响分析和可靠性检查表。还要及时对故障分析案例进行归纳和总结。通常设计规范时长期总结出来的，它对于提高产品的可靠性有重要作用；可靠性检查表是设计人员在检查过程中根据故障潜在发生状况制定的模式表。其目的是增强数控车床可靠性设计标准。3、增强配套设施以及外购件的可靠性保证对策。对于相关的配套产品要加强其质量，对主机可靠性水平提供重要保证，针对相关的配套件以及外购件要按照审批手续严格进行，规范程序。另外对可靠性影响比较大的配套件，要根据长期数据积累，提高质量。4、故障试验分析。为了提高数控车床可靠性增长技术。因此在具体制造过程中要对故障进行试验分析，充分研究产品潜在的故障，在总装前进行关键部件的可靠性试验检测，及时发现，以便及时采取相应的措施，排除不安全因素。5、针对关键工序以及装配过程中的可靠性技术研究。针对数控车床中一些关键的工序要进行精加工，保证其装配工艺完全符合相关的要求，加强技术规范，为数控车床可靠性增长技术的进一步研究提供重要途径。

五、结束语

数控车床在我国的制造行业有很重要的作用，要加强数控车床的故障分析，探究产生故障的原因，并且进行合理的优化探究。首先要使用软件，通过对假设检验、参数估计等确定故障时间间隔，建立最佳的模型。其次要对车床的影响因素、故障模式、致命度进行分析，找出每个环节引起故障的概率，最终查找出最薄弱的地方，进行针对性的改进。通过故障分析，能够有效的提高可靠性，对于数控机床的优化具有重要的意义。

【参考文献】

[1] 马晓波. 基于可靠性驱动的某数控车床装配质量分析[J]. 机械制造， 2012（1）：34-35.

[2] 赵 进. 利用故障迫切度对数控车床进行可靠性分析[J]. 机械制造， 2012（4）：67-68.