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摘 要

本文对数控铣齿机床加工系统进行可靠性的研究，数控铣齿机床是衡量一个国家科技发展综合实力的标志，具有复杂的结构和功能使其具有比较复杂的失效形式。数控铣齿机床加工系统不仅受自然故障的影响，还受加工系统内部组件故障的相互影响。而数控铣齿机床生产的产品的加工精度对现代机械产品的质量和性能至关重要，所以对加工系统可靠性的分配与预计是提高其寿命和对产品加工精度的关键。下列是本文主要阐述的内容：

①对可靠性建模，可靠性分配与预计基础知识认真了解，简单介绍了数控铣齿机床的工作原理和对其结构分解。

②对可靠性分配的相关知识进行描述，分析关于数控铣齿机床加工系统的故障数据，通过相关数学模型，计算已有故障数据，求出相关故障率，对比可靠性分配指标，给出建议。

③对加工系统给出评分预计法，加工系统可靠性预计是从小的组件到整个系统的过程。阐述可靠性预计的相关概念，通过评分预计法的数学模型处理数据，结合这些数据预计数控铣齿机床应该达到的水平。

关键词：数控铣齿机床 可靠性建模 可靠性分配 可靠性预计

ABSTRACT

In this thesis the reliability of NC milling machine tool is studied by taking the machining system of NC milling machine as the object. The machining system of NC milling machine tool is not only affected by the fault of workpiece, cutter head, blade and machining tooling system, but also by the mutual influence of the internal component fault of machining system. The machining precision of NC milling machine tools is very important to the quality and performance of modern mechanical products, so the distribution and prediction of the reliability of machining system is the key to improve its life and precision. The main research work is as follows:

① The basic knowledge of reliability modeling, reliability distribution and prediction is carefully understood, and the working principle and structure decomposition of CNC gear milling machine are briefly introduced.

② This thesis describes the relevant knowledge of reliability distribution, analyzes the fault data of NC milling machine tool machining system, calculates the existing fault data through the relevant mathematical model, calculates the relevant failure rate, compares the reliability distribution index, and gives some suggestions.

③ The process system reliability is expected to be from small component to whole system. This paper expounds the concept of reliability prediction, and deals with the data through the mathematical model of scoring prediction method.

KEYWORDS:CNC Gear Milling Machine;Reliability modeling;Reliability apportionment;Reliability prediction

目 录

数控铣齿机床加工系统可靠性分配与预计 I

摘 要 ii

第一章 绪论 1

1.1课题背景及研究意义 2

1.2数控铣齿机床可靠性的研究现状 3

1.3可靠性分配和预计的关系 4

1.4课题来源与主要的研究内容 6

1.4.1课题来源 6

1.4.2研究思路与主要内容 6

1.5 本章小结 7

第二章 数控铣齿机床加工系统的可靠性建模 8

2.1数控铣齿机床加工系统结构分解方法 8

2.2数控铣齿机床加工系统定义及工作原理 9

2.3数控铣齿机床加工系统可靠性建模 10

2.3数控铣齿机床的可靠性建模 13

2.4本章小结 15

第三章 可靠性分配 16

3.1可靠性分配的原则 16

3.2常用可靠性分配的方法 17

3.2.1评分分配法 17

3.2.2比列组合法 18

3.3数控铣齿机床加工系统可靠性的分配 19

3.4本章小结 21

第四章 数控铣齿机床加工系统可靠性预计 22

4.1可靠性预计 22

4.2可靠性预计的方法 24

评分预计法 24

4.3数据收集 26

4.4加工系统的可靠性预计 28

4.4.1可靠性分配与预计的经济分析 29

4.5本章小结 29

第五章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 30

参考文献 31

第一章 绪论

自二十世纪中叶以来，设备的可靠性、维修性和保障性越来越受到重视。但是随着技术的发展和进步，设备的复杂性也日益增加，传统的简单分析方法已经无法满足人们对可靠性的要求。现在，大型电子系统，如航空电子系统或大型工业仪器和控制系统是一个大型组织，这是复杂的和高度集成的。在许多领域，数控加工系统的性能是否强大已经成为可靠性综合性能的决定性因素。这种数控加工在各个领域都发挥着重要的作用，也为它们的设计者和维护者带来了许多可靠性、可维护性和许多后勤问题。这样一个复杂的系统是否能在一个良好的操作，维护和安全，需要一套完整的方法，程序和技术。

数控机床是一种典型的复杂系统，具有复杂的结构和失效形式。在如此复杂的系统中，一个组件的故障率不仅受其自然故障的影响，还受其他组件交互故障的影响。然而，假设所有组件都独立于故障，这对于传统的可靠性分析是至关重要的，这可能会导致不可接受的分析错误。指数分布是可靠性分析中常用的一种分布，为此本文给出了一种特殊的可靠性模型，并应用于某型数控机床的失效数据分析。分析结果可以说明机械和电气子系统的自然故障率，甚至显示它们之间的故障相互作用。其结构和功能的复杂性使得很难找出部件的失效规律。传统的数控机床可靠性分析主要是基于其所有部件都与故障无关的假设。然而，大量的工业经验表明，独立失效的假设是不现实的，并导致了不可接受的分析误差^[1]。因此，在分析数控机床的可靠性时把相关故障考虑在内。

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