第11期 2016年11月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)11=015704
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.11.042
No.11 Nov.2016
数控磨床头架系统的FMIECA和FTA可靠性分析
范晋伟，王鸿亮，张兰清，刘超
（北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124）
摘要：鉴于目前国产数控磨床可靠性较低，以某机床厂生产的某系列数控磨床为研究对象，进行可靠性分析。经过现场采集的故障数据分析可知头架系统是该系列数控磨床发生故障率最高的系统，并对头架系统故障数据进行了FMECA和FTA可靠性分析。通过对头架系统的FMECA分析计算出头架系统对数控磨床的危害度为0.003344169。通过对头架系统的FTA可靠性分析确定了头架系统的最小割集和发生故障原因。为提高数控磨床的可靠性，经过故障数据的分析提出了几点可靠性提
升方案，对提高国产数控磨床可靠性具有重要意义。关键词：头架系统；可靠性分析；FMECA;FTA
中图分类号：TH596；TG58
文献标识码：A
FMECA and FTA Reliability Analysis of Head Frame System of CNC Grinding Machine
FAN Jin-wei, WANG Hong-liang, ZHANG Lan-qing, LIU Chao
( College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124,China)
Abstract: Considering reliability of current domestic CNC grinding machine is low. With a series of CNC grinding machine of a machine tool plant production as research object for reliability analysis. After analy-zing failure data collected in the field can know head frame system is the highest of failure rate in the series CNC grinding, and The article analyzed the head frame system fault data by using FMECA and FTA meth-ods. Through FMECA analysis of head frame system, calculated the harm of head frame system for CNC grinding machine was 0.003344169.Through FTA analysis of head frame system, determined minimum cut sets and cause of the failure of head frame system. In order to improve the reliability of CNC grinding ma-chine, this paper puts forward some improvement measures through the analysis of the failure data, is of
great significance for improving reliability of the domestic CNC grinding machine. Key words: head frame system; reliability analysis; FMECA; FTA
0引言
数控磨床常常作为零件高效、高精度加工的最后一道工序设备，其精度和可靠性直接影响零件的加工质量，其中可靠性是评价数控磨床好坏的一项重要指标。国产数控磨床在开拓国际市场方面面临着巨大阻力，而且在国内中高档数控磨床市场中占有率较低，究其原因是故障率高、维修时间长、可靠性低[2]。为提高国产数控磨床市场竞争力，必须提高其可靠性。国内外有许多学者和专家对机床的可靠性进行了研究，其中典型的主要有：英国的一些高校技术人员以现场采集的数控机床可靠性信息为依据，建立了数据库，并
收稿日期：2015-12-23；修回日期：2016-01-23
对可靠性数据进行了分析和处理，找出了故障的分布规律和机床的薄弱环节[34]。Kim等人用故障模式分析对加工中心进行了可靠性评估3]。申桂香等人用故障树对加工中心刀库的可靠性进行了定性分析，并提出合理的改进方法[6]。然而在机床可靠性的研究方面，对数控磨床的研究相对较少，而且对数控机床可靠性的研究以整体研究为主，主要原因是数控磨床种类繁多，与其他机床结构差异大，缺乏可靠性基础数据。鉴于目前对数控磨床可靠性研究较少，而国产数控磨床的可靠性又较低，因此有必要对数控磨床的可靠性进行研究。
为响应十二五期间提出的将国产中高档数控磨床
*基金项目：国家自然科学基金项目（51275014）：国家科技重大专项（2013ZX04011013）
作者简介：范晋伟(1965一），男，河南西平人，北京工业大学教投，博士生导师，博士，研究方向为数控磨床可靠性与超精密加工，（E-mail)jwfan@
bjut.edu.cn；通讯作者：王鸿亮(1987一），男，河南宁陵人，北京工业大学颈士研究生，研究方向为精密及超精密数控加工及自动化装
备, (E mail) whl2014@ emails. bjut. edu. cn 万方数据