數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架可靠性關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和國內(nèi)制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，國內(nèi)數(shù)控機床市場逐步向高端化發(fā)展，中高檔數(shù)控機床所占的比重連年上升。然而，由于國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性與國外先進水平存在較大差距，使得我國中高檔機床大量依賴進口，這嚴(yán)重阻礙了我國制造業(yè)的發(fā)展。造成國產(chǎn)數(shù)控機床整體可靠性低的主要原因之一是其關(guān)鍵功能部件可靠性低。數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架作為數(shù)控車床的關(guān)鍵功能部件之一，其可靠性高低直接影響到機床整機的可靠性狀況，刀架發(fā)生故障必然導(dǎo)致機床加工中斷甚至停機。因此對

2、數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的可靠性進行系統(tǒng)的研究十分迫切。
　　論文結(jié)合國家科技重大專項，以某系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架為研究對象，對其可靠性關(guān)鍵技術(shù)進行了深入系統(tǒng)的研究，研究成果對提高數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的可靠性具有重要的指導(dǎo)意義。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　?、僖罁?jù)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理對其進行子系統(tǒng)劃分，得到數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架可靠性模型；分析數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架可靠性分配的影響因素，綜合考慮多領(lǐng)域?qū)＜业闹R，利用模糊層次分析法對數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架進行可靠性分配，

3、得到可靠性分配指標(biāo)，并與相似產(chǎn)品的故障部位頻率做比較，驗證分配指標(biāo)的合理性。
　?、谑紫炔捎媒Y(jié)構(gòu)分析和設(shè)計技術(shù)（Structured Analysis and Design Technique,SADT）對數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架進行功能分析，將產(chǎn)品功能動作分解到元動作級，針對各元動作制定裝配控制點和詳細的裝配可靠性控制措施，建立起數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架可靠性驅(qū)動的裝配工藝方案；然后將功能分析的SADT模型轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的廣義隨機Petri網(wǎng)（GSPN）模

4、型，使其具有動態(tài)分析與定量研究功能，再通過同構(gòu)的Markov鏈對模型進行定量分析；為了獲得準(zhǔn)確的分析模型，利用灰色理論中的區(qū)間灰數(shù)對GSPN的變遷平均激發(fā)率進行處理；針對數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架裝配過程的可靠性特征，用裝配可靠度指標(biāo)對其進行評價；最后利用該模型對某系列數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架進行實例分析，并提出控制改進措施，提高數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架裝配可靠性水平。
　?、垩芯繑?shù)控轉(zhuǎn)塔刀架與主機適應(yīng)性技術(shù)，包含數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架安裝在車床上的螺釘組聯(lián)接可靠性和刀架與數(shù)控

5、系統(tǒng)控制匹配兩大內(nèi)容。針對螺釘組聯(lián)接可靠性，首先分析數(shù)控車床的工作狀態(tài)，確定切削力的大小和方向，然后結(jié)合刀架固定在車床上的螺釘組聯(lián)接方案分析螺釘組的受力情況，計算螺釘組的預(yù)緊力范圍，并以此為依據(jù)做螺釘擰緊試驗，最終確定擰緊工藝方案；針對數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架與數(shù)控系統(tǒng)控制匹配問題，首先確定雙向換刀邏輯的實現(xiàn)方式，編制換刀操作流程圖，給出刀架控制模塊與數(shù)控系統(tǒng)連接的接口線路圖，然后設(shè)計高效的PLC程序，最后分析刀架換刀過程的常見故障，針對常見故障設(shè)