基于FMECA的数控车床刀架故障分析

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【摘 要】本文采用fmeca分析对数控车床刀架故障进行分析，对可能造成故障的各种因素进行总结，并绘制出故障危害性矩阵图，从而确定刀架故障中危害最大的故障模式，为同类型数控车床刀架的维修提供借鉴。

【关键词】数控车床；刀架故障；FMECA

随着我国社会经济的不断发展，装备制造业水平不断提高，数控机床得到了越来越广泛的应用。随着数控机床使用时间的增加，由于机床可靠性等方面的问题，不可避免的会产生各种故障。如何快速准确的找出故障，并进行维修是提高机床使用效率不或缺的手段。下面以某国产数控车床刀架故障实例分析，并通过故障模式、影响及危害性分析（Failure Mode and Effects Criticality Analysis，简称FMECA）分析找出对数控车床影响严重的故障，以便指导针对于该类故障的维修与维护。

表1 刀架故障分析

1 数控车床刀架故障分析

对于数控车床刀架常见故障的分析，见表1。

2 数控车床刀架故障FMEA分析

由前面对数控车床刀架故障的分析，了解了刀架的基本组成及各部分的作用及各种故障对加工的影响。下面利用故障模式与影响分析法对表1中描述的刀架故障进行定性分析。刀架的组成及各部分功能见表2。

表2 刀架的组成及各部分的功能

根据严酷度的定义对刀架部分进行严酷度定义如下：

Ⅰ类：系统失效，对人体造成危害或是对机床造成损伤；Ⅱ类：性能下降严重，导致刀架不能工作；Ⅲ类：性能有所下降，导致刀架部分刀位无法换刀，刀架不能正常工作；Ⅳ类：没影响，对数控车床或刀架运动基本没有影响，但必须进行非计划维修。刀架故障的故障模式与影响分析（Fault modes and effect analysis，简称FMEA）见表3。

表3 刀架故障模式及影响分析（FMEA）

续表3

3 故障危害性（CA）分析

参照GJB1391现将故障概率分为五个等级，产品在一个工作期间内发生某一个故障模式的发生概率用Pi表示，产品在该工作期间内总故障概率用P表示，用Pi/P的范围表示故障概率等级。

A级（经常发生） Pi/P≥20% B级（有时发生） 10%≤Pi/P

C级（偶然发生） 1%≤Pi/P

E级（极少发生） Pi/P

危害性矩阵针对分析的所有产品故障，以一种图解方式识别和比较其故障模危害度及严酷度。一般情况下，矩阵中右上角显示的项目，是应立即采取措施的项目[3]。

4 数控车床刀架故障定性CA分析

对数控车床刀架故障定性CA分析如表4所示。

数控车床刀架的危害性矩阵如图1所示。

图1 刀架故障危害性矩阵

从数控车床刀架危害性矩阵可以看出，识别号为01、02的故障危害最大，对于这类故障数控机床应尽量避免。

5 结束语

通过利用FMECA对某国产数控车床刀架故障的分析，得到了可能引发刀架故障的故障模式及影响分析FMEA列表和故障定性CA分析列表，并由此为依据获得该型数控车床刀架故障危害性分析，由此为数控车刀架维护和相关故障维修提供依据及参考。

【参考文献】

[1]GJB1391-92 故障模式、影响及危害性分析程序[S].国防工业委员会，1993.

[2]解传宁，戴怡.伺服进给系统的可靠性分析[J].设备管理与维修，2008（11）：11-13.

[3]张海，周志兵.故障模式影响分析技术进展[J].航空制造技术，2007（8）：64-66.