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高剛度車床刀架可靠性評價

李承佑，韓承佑，李湖桑

韓國“智能機器系統(tǒng)研究中心”，機械與材料學(xué)院
171長洞，儒城區(qū)，大田，305-343，韓國
韓國“納米機械系統(tǒng)研究中心”，機械與材料學(xué)院
171長洞，儒城區(qū)，大田，305-343，韓國



摘要
可靠性是指設(shè)備或系統(tǒng)在特定時間及給定的條件下完成預(yù)定功能的能力。機械系統(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，如機床所有相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)的運動通行能力。刀架系統(tǒng)是一種在車床加工過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。本研究的目的是對具有極高故障率的車床刀架的可靠性進行評估。為了對已知的刀架進行可靠性評估，同時還必須進行：基于失敗率數(shù)據(jù)庫的可靠性預(yù)測，薄弱點分析，測試儀的可靠性制造，可靠性試驗和可靠性標(biāo)準(zhǔn)定量計算。通過這樣做，失敗率，MTBF（平均故障間隔時間）和其他因素就能被計算出來。此外，通過使用建議的評估方法，評估結(jié)果也能應(yīng)用于其他的車床或子系統(tǒng)的可靠性評估。

關(guān)鍵詞：可靠性評估;可靠性預(yù)測;故障率數(shù)據(jù)庫;刀架;平均故障間隔時間;故障率

引言
在所有的工業(yè)領(lǐng)域中，可靠性理念已經(jīng)被運用到了產(chǎn)品生產(chǎn)方法中，而不是簡單的只關(guān)注產(chǎn)品功能的設(shè)計和制造（薩利赫，2006年）?？煽啃允侵冈O(shè)備或系統(tǒng)在特定時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，如機床所有相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)的運動通行能力。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，并自動提供給車床加工過程中所需要的工具，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程中的相關(guān)系統(tǒng)，比如說高硬度車床，要求提供更高的可靠性（金，2005年）。一般來說，電子部件的可靠性進行評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，雖然機械部分的故障率呈上升趨勢，獲取盡可能多的關(guān)于機械零件可靠性的信息是是必須的，更是因為我們目前還沒有關(guān)于機械部件故障率更多的信息（王，1999，李，2003年）。在這項研究中，通過預(yù)測高硬度車床可靠性，并分析其使用的機械部件故障率薄弱點，伴隨著高硬度車床所用的刀架的可靠性評估，可靠性的定量分析，機械零件可靠性信息的計算進行的還有：用于刀架可靠性測試的可靠性測試儀的制造; 剛度，重復(fù)和測量角分辨率等功能測試方法的可靠性試驗; 可靠性標(biāo)準(zhǔn)的定量計算等等。