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阀门专用机床的可靠性设计和分析

公布时间:2019-03-03  公布者:禹创重工机械
数控机床是装备制造业的工作母机,其技术水平的高低代表了一个国家制造业的进展水平。自2002年起,我国已连续10年成为世界机床消费和进口一大国。目前国产数控机床在精度、速度、多轴联动和复合加工等先进功能方面取得了明显进展。但机床功能的维持能力即可靠性与国际水平尚有较大差距。可靠性低是国产数控机床,一般是中高档数控机床市场占有率低的主要原因,已成为国内机床产业进展的技术瓶颈,引起了行业和学术界的高度关注。
数控机床作为复杂的机电液系统,它既不像电子产品和机械结构产品那样已经具备了相对成熟的可靠性理论与技术,也不像航空航天产品和武器装备那样已经形成了比较完整的可靠性技术体系。国内数控机床可靠性技术研究工作起步较晚,涉足的机构和研究人员较少,技术积存薄弱,正处于进展阶段。工业发达国家如德国、日本等的机床跨国公司企业把握了先进和相对成熟的数控机床可靠性设计和试验技术,并视其为企业的核心竞争力和核心机密,严格管控,密不外宣。如何降低数控机床可靠性既是重要的技术问题,也是企业的治理问题。
随着数控机床工作时间的推移,可靠性通常会发生退化,处于间或故障期的数控机床其失效率也并非常数。以往只考虑故障间隔工作时间而不考虑故障间隔工作时间发生次序所建立的可靠性模型,在用其描述和估量机床可靠性时,往往与实际情况存在差异,而且随着机床工作时间的推移,差异愈加明显。针对这一问题,基于故障发生时间的、同时考虑故障间隔工作时间和故障间隔工作时间次序的时间动态可靠性建模方法,所建模型能够描述数控机床在任意时刻的可靠性水平,并以18台加工中心为实例进行建模,得到其可靠度随工作时间的变化规律。针对数控机床可靠性退化的问题,非齐次连续时间马尔可夫链和齐次连续时间半马尔可夫链方法对其进行了可靠性建模,得到了数控机床的瞬态可靠性。
综上所述,数控机床可靠性建模的研究经历了从复杂到复杂,从假设“修复如新”到“修复如旧”,从时间静态到动态的过程,使得模型不断接近工程实际,为数控机床的可靠性设计和分析提供了依据。
大型数控阀门专用组合机床从基本特性来分,有单工位和多工位两类配置形式。在这两类中,根据动力头运动不同,又有多种配置形式。
1.单工位大型数控阀门专用组合机床
这类数控阀门专用机床的特点是:夹具和工作台都是固定不动的,加工时,工件被夹具定位夹紧。动力滑台实现进给运动,滑台上的动力箱(须配多轴箱)实现切削运动。根据动力箱和多轴箱的安置方式不同,这类机床的配置形式又可分成以下几种:
(1)卧式数控阀门专用组合机床:动力部件沿水平方向运动。这种形式的数控阀门专用组合机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行而又需要由面或几面同时加工的箱体零件。
(2)立式数控阀门专用组合机床:动力部件沿竖直方向上下运动。这种形式的数控阀门专用组合机床多用于加工定位基准面是水平的,而加工的孔与基面相垂直的工件。
(3)复合式数控阀门专用组合机床:动力部件有沿水平方向和竖直方向的两种运动。这种形式的数控阀门专用组合机床多适用于一些在立式机床上安装不便,或者受到高效限制的细长且不宜采纳卧式机床加工的工件。
(4)竖直式数控阀门专用组合机床:动力部件沿一定竖直面运动。这种形式的数控阀门专用组合机床多适用于加工具有一定竖直的表面的工件。
在以上4种配置形式的数控阀门专用组合机床中,假如每种之中再安置一个或几个动力部件时,还可以进一步组成双面或多面数控阀门专用组合机床。
2.多工位大型数控阀门专用组合机床
这类数控阀门专用组合机床的特点是:夹具和工件安装在直线移动(回转运动)的工作台或均固定的工作台上,并按照一定的节拍时间做间歇的移动(转动)或换装,使工位得到转换。工件的变位有手动和机动两种方式。这类数控阀门专用组合机床的工序集中程度较高,机床的辅助时间和机动时间可以重合,生产效率高,适用于大批量生产中需要进行多部位加工的中小型零件。这类机床常见的配置形式有以下5种:
(1)夹具固定式大型数控阀门专用组合机床。这种机床的多数夹具和工件都是固定的,工件的变位靠手动进行。若采纳换装方法,可以同时加工两个工件的1~4个被加工面,以降低机床工序集中程序。
(2)工作台移动式大型数控阀门专用组合机床。这种机床的夹具和工件可作直线往复移动,适用于从两面对工件进行多工序加工,具有较高的工序集中程度。
(3)工作台回转大型数控阀门专用组合机床。这种机床的夹具和工件可绕垂直轴线回转,在回转工作台上每个工位通常都有工件。设有专门的装卸工位,使机床辅助时间和机动时间完全重合,以减轻工人装卸工作的松弛程度,降低机床的生产率。
(4)鼓轮式大型数控阀门专用组合机床。这种数控阀门专用组合机床的夹具和工件可绕水平轴线回转。机床的配置般为卧式单面或双面加工的形式,而较少采纳三面加工的配置形式,此外也有辐射式的。它除了安装卧式动力部件外,还在垂直于鼓轮转轴线的平面上分布有动力部件。
(5)中心立柱式数控阀门专用组合机床。这种数控阀门专用组合机床具有台面直径较大的环形回转工作台。在工作台中心立柱上安装动力部件,而在工作台的四面还安装有卧式动力部件,工.件和夹具则安装回转工作台上。这种机床的配置一般都是复合形式。它的工序集中程序很高,I位数可以较多,机床生产效率特高。但这种机床的结构较复杂,通用化程度低,尤其当工件变更时,不便于改装,故生产中使用较少。
 
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