發(fā)布時間：2018-08-16 15:03

【摘要】：提升國產(chǎn)高檔加工中心及其關(guān)鍵功能部件的可靠性水平,是順應數(shù)控設(shè)備高精、高效、高速、柔性和復合加工發(fā)展趨勢的首要任務。本文在江蘇省科技支撐計劃重點項目——"大型五軸高速精密龍門加工中心綠色設(shè)計技術(shù)與應用研究"項目的資助下,以五軸龍門加工中心為研究對象,通過綜合運用可靠性技術(shù)體系,有效評估新研制的加工中心的可靠性水平。論文主要研究內(nèi)容如下:1、在產(chǎn)品設(shè)計階段,根據(jù)收集的相似成熟產(chǎn)品的故障數(shù)據(jù)信息,通過FMEA方法對故障部位、故障模式和故障原因進行分析,找到該類產(chǎn)品的薄弱部位并提出相應的改進措施,提高設(shè)計產(chǎn)品的可靠性。2、以相似成熟產(chǎn)品服役階段的故障間隔時間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用分布擬合檢驗方法建立故障時間模型,確定該批加工中心的故障數(shù)據(jù)服從威布爾分布,得到可靠度的分布規(guī)律。通過研究各次故障時間的可靠性分布規(guī)律,建立基于各次故障時間的可靠性模型,來描述各次故障時間之間的關(guān)系,實現(xiàn)對加工中心可靠性水平的評估。3、在樣機試制階段,綜合考慮加工中心的實際工況,通過正交試驗設(shè)計切削力試驗,得到相對全面的載荷譜。以載荷譜的幅值均值為單一協(xié)變量建立WPHM可靠性評估模型。利用ADAMS軟件結(jié)合試驗載荷建立整機動力學仿真模型,獲得關(guān)鍵零部件滾珠絲杠的載荷譜,進而對其進行靜強度可靠性分析和疲勞壽命分析,驗證了所選滾珠絲杠符合可靠性要求。4、以灰色理論為基礎(chǔ),建立基于故障間隔時間的灰色GM(1,1)預測模型,來實現(xiàn)對未來故障發(fā)生時間的預測,以便提早做好防護工作,提高加工中心運行過程中的可靠性水平。5、利用Matlab GUI語言根據(jù)可靠性評價和分析工作的要求開發(fā)可靠性信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的管理、統(tǒng)計分析、可靠性評價和預測等功能。
[Abstract]:To improve the reliability level of domestic high-grade machining center and its key functional components is the primary task to conform to the development trend of CNC equipment with high precision, high efficiency, high speed, flexibility and compound machining. In this paper, we take the five-axis gantry machining center as the research object, funded by the key project of Jiangsu Science and Technology support Program, "Green Design Technology and Application Research of Large-scale Five-axis Precision Gantry Machining Center". The reliability level of the newly developed machining center is evaluated effectively through the comprehensive application of the reliability technology system. The main contents of this paper are as follows: in the stage of product design, according to the fault data of similar mature products, the fault location, fault mode and fault cause are analyzed by FMEA method. The weak parts of this kind of products are found and the corresponding improvement measures are put forward to improve the reliability of the design products. Based on the fault interval time data of similar mature products in service stage, the fault time model is established by using the distributed fitting test method. The fault data distribution of the batch machining center is determined from Weibull distribution, and the distribution rule of reliability is obtained. By studying the reliability distribution law of each failure time, the reliability model based on each failure time is established to describe the relationship between each failure time, and to realize the evaluation of reliability level of machining center. Considering the actual working conditions of machining center, a relatively comprehensive load spectrum is obtained by orthogonal design of cutting force test. The reliability evaluation model of WPHM is established with the amplitude mean of load spectrum as a single covariable. The dynamic simulation model of the whole machine is established by using the ADAMS software combined with the test load, and the load spectrum of the ball screw of the key parts is obtained, and then the static strength reliability analysis and fatigue life analysis of the ball screw are carried out. It is verified that the selected ball screw meets the requirements of reliability. Based on the grey theory, a grey GM (1 / 1) prediction model based on the fault interval time is established to predict the future fault occurrence time, so as to do the protection work well ahead of time. The reliability level of machining center is improved. The reliability information management system is developed by using Matlab GUI language according to the requirements of reliability evaluation and analysis, and the fault data management and statistical analysis are realized. Reliability evaluation and prediction functions.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：2186339