本文以國內(nèi)某重型柴油發(fā)動機缸體,、缸蓋生產(chǎn)線上16臺國產(chǎn)MDH80加工中心作 為研究對象,。運用FMECA和FTA分析法分析了這16臺加工中心在早期失效期的故障 數(shù)據(jù)。并利用可靠性分配來改進加工中心的設計,。得出的結(jié)論如下：
近幾年，計算機輔助設計及制造技術(shù)日趨成熟,，CAD,、CAM技術(shù)廣泛應用于各個企 業(yè)中,，以此而造成非常龐大的數(shù)據(jù)信息流|211。相當一部分企業(yè)出現(xiàn)了技術(shù)數(shù)據(jù)不會管理,、 不知如何管理，重要數(shù)據(jù)的交叉錯誤及丟失的現(xiàn)象并且該屢見不鮮,。PDM技術(shù)的產(chǎn)生,， 給廣大企業(yè)提供了一種管理理念和思路，也為企業(yè)提供了一些可用的平臺,，有效地降低了 企業(yè)的管理成本,，在某些行業(yè)，例如機械行業(yè),，極大地降低了設計及制造成本,。
加工中心夾具通常具有以下特點：（1)加工中心具有自動換刀的功能，這一功能決定 了它的刀具為懸臂式,，因此在夾具上不安裝引導刀具的導向件,，如鏜模套、鉆模板等,；（2) 為了使待加工表面充分暴露在外,，要求夾具******限度開敞，必要時可以在夾具體上銑出空 洞,，避開鉆夾頭,、鏜桿等，避免其與夾具體發(fā)生干涉,，使得可以刀具懸伸長度縮短,，可以 提高剛度；（3)在工件待加工面與底面相交的時,，應在夾具上設能將工件提高一定高度的 等高元件,，以方便進刀，也能滿足主軸與工作臺面最小距離的要求,。此外,，工件夾具不得 與機床的各元件相互干涉，安裝后的工件和夾具最高點不能影響主軸換刀操作，否則會影 響效率《與通用機床相比,，加工中心所用的夾具的要求要更簡單,、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高,、精 度高,，裝夾便利、快速,，具有一定的柔度p61,。
三維裝配是指三維產(chǎn)品模型的裝配過程，是一種基于虛擬環(huán)境的裝配技術(shù),，一定環(huán)境 下也叫虛擬裝配,。三維裝配利用計算機工具，以模型為基礎進行與裝配相關(guān)的工作,，它不 需要實體產(chǎn)品或零件支持,，相反還可以支持實體產(chǎn)品裝配，在軟件平臺中,，只需通過分析,、 先驗模型、可視化和數(shù)據(jù)表達等手段模擬物理實驗,。三維裝配是虛擬制造的一個非常重要,、 關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是未來數(shù)字化設計與制造中將不斷改進的重點,。因為在傳統(tǒng)二維裝配工藝 中,，單純的表格、文字,、二維圖己經(jīng)不能全面的表達復雜的裝配工藝了,。由于企業(yè)三維 CAD(Computer Aided Design)軟件的普及應用，基于三維模型的裝配技術(shù)可以很好解決這 個問題,。在三維虛擬的環(huán)境下,，可以進行模型檢驗、干涉檢查,、可視化數(shù)據(jù)表達,、模 擬裝配過程等方法，這些方法能很好的幫助工藝設計者直觀地看到裝配的工藝及對可行性 有了感官的判斷,。
滾珠絲杠系統(tǒng)由于摩擦阻力小,、傳動效率高、可逆性,、剛度好,、高精度,、使用 壽命長等優(yōu)點，被廣泛應用于龍門加工中心、落地鏜銑床等各種工業(yè)設備和精密機 床中[47]。滾珠絲杠副作為龍門加工中心XH2130的關(guān)鍵傳動部件,，能夠?qū)崿F(xiàn)精密傳 動與準確定位的功能,。由于絲杠的傳動誤差將直接影響整機的定位精度性能,，進而 還會影響到工件的加工精度。而滾珠絲杠在運動過程中，將與螺母和軸承發(fā)生摩擦 而產(chǎn)生熱量。隨著滾珠絲杠回轉(zhuǎn)速度的增加,，使得溫度上升，溫升又會引起熱變形 導致絲杠定位精度變化,，最終導致機床橫梁系統(tǒng)的定位精度下降,，這對絲杠傳動系 統(tǒng)和整機都是不利的。因此,，橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠傳動系統(tǒng)熱態(tài)特性的研宄,，對提 高龍門加工中心的工作精度具有非常重要的意義。
隨著現(xiàn)代工業(yè)建設和高新技術(shù)的迅速發(fā)展,，對于機械加工行業(yè)，各種高級加工中心 不斷產(chǎn)生,，許多復雜曲面的加工問題都迎刃而解,，但隨著加工中心機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日趨 復雜，由于產(chǎn)品設計,、制造,、使用等諸多因素導致器故障能造成的危害程度又大為增加， 因而對可靠性的要求也越來越高,。在航海,、航空、航天,、核電技術(shù),、高技術(shù)兵器、電子,、 機械等現(xiàn)代許多重要的工程領域中,，系統(tǒng)的可靠性已成為最重要的評價指標之一 [1~3]。 可靠性工作貫穿于產(chǎn)品的概念設計,、方案設計,、技術(shù)設計、生產(chǎn)制造,、試驗與操作使用 直至退役的全壽命過程,。
故障模式、影響及危害性分析(FMECA)是可靠性設計的一種分析方法,。其目的在于 預防和控制故障,，提高產(chǎn)品的可靠性。由于該方法比較簡單,、實用,、費用低、效果明顯 及適用于各種產(chǎn)品的全壽命周期等優(yōu)點,，得到了工程界的廣泛重視,。
本章介紹加工中心FMECA軟件設計的甚本思想，首先,，介紹了軟件的基本功能,， 進而分兩個方面進行了功能分析。從安全設計和主要功能設計的角度介紹了軟件的功能 設置,。最后介紹了軟件的安裝過程,，界面的設計狀況，以及菜單功能的設置情況,。
本章闡述了精密復合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求,，在綜合分析 國內(nèi)外的立臥式加工中心總體布局的基礎上，總結(jié)了各種機床運動和運動分配形 式的特點,。(2)以裝甲車的精密復雜箱體類零件為對象,，分析了零件的結(jié)構(gòu)特征以及對 加工該類零件的設備進行需求分析，綜合運動部件的輕質(zhì)量,、高剛度要求,，確定 了將單龍門式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結(jié)合，采用電主軸和機械主軸 的雙主軸的單龍門立臥布局的復合化結(jié)構(gòu),。
本章以復合式鏜銑加工中心滑枕撓曲變形為例,，研究其滑枕撓曲變形誤差補 償問題，提出了兩種補償方案,，在綜合分析方案的優(yōu)劣性后,，最終以“液壓一拉 桿”補償方法為設計方案，通過理論計算和有限元仿真得出拉桿補償力的值,，運 用最小二乘法擬合得到拉桿補償力與滑枕行程的函數(shù)關(guān)系以及對應的曲線,，利用有限元分析方法驗證了補償效果，拉桿補償力可實現(xiàn)從零到******補償力的無極加 載,，加載補償力后滑枕的******撓曲變形量被控制在l(Vm之內(nèi),，結(jié)果表明液壓拉桿 補償效果達到了預定期望，顯著提高了機床的加工精度,。