1 引言
產(chǎn)品是企業(yè)的命脈,質(zhì)量是產(chǎn)品的生命,可靠性是質(zhì)量的靈魂。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品日趨多樣化。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別,發(fā)生故障的模式也多種多樣,在眾多影響可靠性的因素中,確定關(guān)鍵因素是可靠性分析的重要任務(wù)。電火花加工技術(shù)是一種非常重要的現(xiàn)代加工方法。隨著新材料、新工藝的發(fā)展,電火花線切割機(jī)的應(yīng)用日益普及,其良好的柔性,穩(wěn)定的加工精度為用戶帶來(lái)了巨大的效益。但是電火花線切割機(jī)較高的故障率（尤其是高速走絲電火花線切割機(jī)） 造成的停機(jī)和維修費(fèi)用又給用戶帶來(lái)極大的不便和資源的浪費(fèi)。因此,提高線切割機(jī)可靠性的問(wèn)題就急切地?cái)[在了機(jī)床制造商和用戶的面前。
為進(jìn)行線切割機(jī)的可靠性研究,需要大量準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。由于線切割機(jī)是應(yīng)用機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、電加工等技術(shù)的自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合系統(tǒng),其可靠性數(shù)據(jù)的采集不僅需要大量的人力、物力和很長(zhǎng)的時(shí)間,而且投入樣本的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高。目前,國(guó)內(nèi)采集在實(shí)際使用中的線切割機(jī)的可靠性數(shù)據(jù)幾乎是空白。本文以選擇一種具有典型結(jié)構(gòu)的電火花線切割機(jī)為目標(biāo),對(duì)在全國(guó)使用的20 臺(tái)高速走絲線切割機(jī)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行了跟蹤記錄,獲得了較為豐富準(zhǔn)確的可靠性數(shù)據(jù),并根據(jù)線切割機(jī)本身的特點(diǎn)和使用中的實(shí)際情況,將線割機(jī)劃分為15 個(gè)子系統(tǒng),并確定了43 種故障模式和36 種故障原因,基于power2builder 和sybase 建立了線切割機(jī)可靠性數(shù)據(jù)庫(kù),為線切割機(jī)的可靠性分析和可靠性設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。
2 線切割機(jī)故障模式和故障原因的統(tǒng)計(jì)與分析
基于線切割機(jī)的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù),分別進(jìn)行了故障部位（子系統(tǒng)） 、故障模式和故障原因的分析。 線切割機(jī)的故障發(fā)生較多的子系統(tǒng)主要是運(yùn)絲裝置（ 5 9 . 3 2 2 %） 、電氣系統(tǒng)（28. 814 %） 等。這兩個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生的故障占整個(gè)機(jī)床故障的88. 136 % ,其中運(yùn)絲裝置發(fā)生故障zui為頻繁,它的故障頻率遠(yuǎn)高于其它部位。運(yùn)絲裝置包括運(yùn)絲電機(jī)、螺桿與螺母、同步齒形帶、聯(lián)軸節(jié)和進(jìn)電塊等與運(yùn)絲有關(guān)的部分。運(yùn)絲裝置是影響線切割機(jī)可靠性的zui主要因素,提高其可靠性水平是當(dāng)務(wù)之急。高速走絲線切割機(jī)發(fā)生故障較頻繁的模式是元器件損壞（25. 424 %） 、加工效率低（20. 339 %） 和零部件損壞（15. 254 %） 等,而引起線切割機(jī)發(fā)生故障zui多的原因是元器件損壞（28. 814 %） 、磨損（22. 034 %） 和零部件損壞（18. 644 %） 等。零部件損壞和元、器件損壞主要是指同步齒形帶和電氣、電子器件的損環(huán),而這些元器件主要是由外購(gòu)獲得的,說(shuō)明外購(gòu)和外協(xié)件質(zhì)量較差,應(yīng)采取措施加以改進(jìn)。另外,線切割機(jī)運(yùn)絲裝置的故障頻率明顯超過(guò)其他部位,說(shuō)明運(yùn)絲裝置需進(jìn)行較大的改進(jìn),以提高機(jī)床的可靠性水平。
3 子系統(tǒng)故障分析
運(yùn)絲裝置是發(fā)生故障zui頻繁的部位,是影響線切割機(jī)可靠性的zui主要因素。 運(yùn)絲裝置故障模式主要是加工效率低和零部件損壞,占57. 143 %。運(yùn)絲裝置故障原因主要是磨損、零部件損壞和斷裂,約占80 %。由于結(jié)構(gòu)上采用單進(jìn)電塊形式,雙向運(yùn)絲造成單進(jìn)電塊與電極絲間的接觸時(shí)好時(shí)壞,往往會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)電阻現(xiàn)象,從而使進(jìn)電塊使用壽命降低。同時(shí)還降低了加工效率。零、部件損壞主要是同步齒形帶故障。電氣系統(tǒng)是發(fā)生故障較頻繁的部位,是影響線切割機(jī)可靠性的主要因素。 電氣系統(tǒng)故障模式主要是元器件損壞,高達(dá)82. 353 %。電氣系統(tǒng)故障原因主要是元器件損壞, 約占76. 471 %。電氣及電子器件主要是由外購(gòu)獲得的,說(shuō)明外購(gòu)和外協(xié)件質(zhì)量較差。
4 結(jié)論
（1） 運(yùn)絲裝置是線切割機(jī)發(fā)生故障zui頻繁的子系統(tǒng),它的故障頻率遠(yuǎn)高于其它部位。運(yùn)絲裝置包括進(jìn)電塊、同步齒形帶、螺桿與螺母、聯(lián)軸節(jié)、運(yùn)絲電機(jī)等與運(yùn)絲有關(guān)的部分,運(yùn)絲裝置需進(jìn)行較大的改進(jìn),以提高機(jī)床的可靠性水平。運(yùn)絲裝置是影響線切割機(jī)可靠性的zui主要因素,提高其可靠性水平是當(dāng)務(wù)之急。
（2） 線切割機(jī)發(fā)生故障較頻繁的模式是元器件損壞、加工效率低和零部件損壞等,而發(fā)生故障zui多的原因是元器件損壞、磨損和零部件損壞等。零部件損壞和元器件損壞主要是指同步齒形帶和電氣、電子元器件的損壞,而這些元器件主要是由外購(gòu)獲得的,說(shuō)明外購(gòu)和和外協(xié)件質(zhì)量較差,應(yīng)采取措施加以改進(jìn)。
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