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高剛度車床刀架可靠性評(píng)價(jià)

李承佑，韓承佑，李湖桑

韓國(guó)“智能機(jī)器系統(tǒng)研究中心”，機(jī)械與材料學(xué)院
171長(zhǎng)洞，儒城區(qū)，大田，305-343，韓國(guó)
韓國(guó)“納米機(jī)械系統(tǒng)研究中心”，機(jī)械與材料學(xué)院
171長(zhǎng)洞，儒城區(qū)，大田，305-343，韓國(guó)



摘要
可靠性是指設(shè)備或系統(tǒng)在特定時(shí)間及給定的條件下完成預(yù)定功能的能力。機(jī)械系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的可靠性由構(gòu)成該系統(tǒng)的部件的可靠性決定，如機(jī)床所有相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)通行能力。刀架系統(tǒng)是一種在車床加工過(guò)程中提供所需要的刀具的設(shè)備：在要求高剛度的硬車床上就必須提供更高的可靠性。本研究的目的是對(duì)具有極高故障率的車床刀架的可靠性進(jìn)行評(píng)估。為了對(duì)已知的刀架進(jìn)行可靠性評(píng)估，同時(shí)還必須進(jìn)行：基于失敗率數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性預(yù)測(cè)，薄弱點(diǎn)分析，測(cè)試儀的可靠性制造，可靠性試驗(yàn)和可靠性標(biāo)準(zhǔn)定量計(jì)算。通過(guò)這樣做，失敗率，MTBF（平均故障間隔時(shí)間）和其他因素就能被計(jì)算出來(lái)。此外，通過(guò)使用建議的評(píng)估方法，評(píng)估結(jié)果也能應(yīng)用于其他的車床或子系統(tǒng)的可靠性評(píng)估。

關(guān)鍵詞：可靠性評(píng)估;可靠性預(yù)測(cè);故障率數(shù)據(jù)庫(kù);刀架;平均故障間隔時(shí)間;故障率

引言
在所有的工業(yè)領(lǐng)域中，可靠性理念已經(jīng)被運(yùn)用到了產(chǎn)品生產(chǎn)方法中，而不是簡(jiǎn)單的只關(guān)注產(chǎn)品功能的設(shè)計(jì)和制造（薩利赫，2006年）?？煽啃允侵冈O(shè)備或系統(tǒng)在特定時(shí)間及給定的條件下完成預(yù)定功能的能力。根據(jù)這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，滿足客戶在質(zhì)量和功能方面客戶的需求。特別是，機(jī)械系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的可靠性由構(gòu)成該系統(tǒng)的部件的可靠性決定，如機(jī)床所有相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)通行能力。因此，各部分的可靠性十分重要（李，2006年）。
刀架是一種可以高效，并自動(dòng)提供給車床加工過(guò)程中所需要的工具，這種設(shè)備的精度是核心單位，最終決定了加工產(chǎn)品的精度。據(jù)有關(guān)分析，刀架被認(rèn)為是所有構(gòu)成車削加工系統(tǒng)子系統(tǒng)中有最高的故障率（RAC,1991年）。特別是，被用在要求高剛度的加工過(guò)程中的相關(guān)系統(tǒng)，比如說(shuō)高硬度車床，要求提供更高的可靠性（金，2005年）。一般來(lái)說(shuō)，電子部件的可靠性進(jìn)行評(píng)估的前提是在電子零件的使用壽命中失敗率保持一定（據(jù)一般使用的浴缸故障率曲線）（李，2001年;李2006年）。不過(guò)，雖然機(jī)械部分的故障率呈上升趨勢(shì)，獲取盡可能多的關(guān)于機(jī)械零件可靠性的信息是是必須的，更是因?yàn)槲覀兡壳斑€沒(méi)有關(guān)于機(jī)械部件故障率更多的信息（王，1999，李，2003年）。在這項(xiàng)研究中，通過(guò)預(yù)測(cè)高硬度車床可靠性，并分析其使用的機(jī)械部件故障率薄弱點(diǎn)，伴隨著高硬度車床所用的刀架的可靠性評(píng)估，可靠性的定量分析，機(jī)械零件可靠性信息的計(jì)算進(jìn)行的還有：用于刀架可靠性測(cè)試的可靠性測(cè)試儀的制造; 剛度，重復(fù)和測(cè)量角分辨率等功能測(cè)試方法的可靠性試驗(yàn); 可靠性標(biāo)準(zhǔn)的定量計(jì)算等等。