本文以國內(nèi)某重型柴油發(fā)動機缸體、缸蓋生產(chǎn)線上16臺國產(chǎn)MDH80加工中心作 為研究對象。運用FMECA和FTA分析法分析了這16臺加工中心在早期失效期的故障 數(shù)據(jù)。并利用可靠性分配來改進(jìn)加工中心的設(shè)計。得出的結(jié)論如下：
加工中心夾具通常具有以下特點：（1)加工中心具有自動換刀的功能，這一功能決定 了它的刀具為懸臂式，因此在夾具上不安裝引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向件，如鏜模套、鉆模板等；（2) 為了使待加工表面充分暴露在外，要求夾具******限度開敞，必要時可以在夾具體上銑出空 洞，避開鉆夾頭、鏜桿等，避免其與夾具體發(fā)生干涉，使得可以刀具懸伸長度縮短，可以 提高剛度；（3)在工件待加工面與底面相交的時，應(yīng)在夾具上設(shè)能將工件提高一定高度的 等高元件，以方便進(jìn)刀，也能滿足主軸與工作臺面最小距離的要求。此外，工件夾具不得 與機床的各元件相互干涉，安裝后的工件和夾具最高點不能影響主軸換刀操作，否則會影 響效率《與通用機床相比，加工中心所用的夾具的要求要更簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、精 度高，裝夾便利、快速，具有一定的柔度p61。
隨著現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)和高新技術(shù)的迅速發(fā)展，對于機械加工行業(yè)，各種高級加工中心 不斷產(chǎn)生，許多復(fù)雜曲面的加工問題都迎刃而解，但隨著加工中心機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日趨 復(fù)雜，由于產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用等諸多因素導(dǎo)致器故障能造成的危害程度又大為增加， 因而對可靠性的要求也越來越高。在航海、航空、航天、核電技術(shù)、高技術(shù)兵器、電子、 機械等現(xiàn)代許多重要的工程領(lǐng)域中，系統(tǒng)的可靠性已成為最重要的評價指標(biāo)之一 [1~3]。 可靠性工作貫穿于產(chǎn)品的概念設(shè)計、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn)制造、試驗與操作使用 直至退役的全壽命過程。
故障模式、影響及危害性分析(FMECA)是可靠性設(shè)計的一種分析方法。其目的在于 預(yù)防和控制故障，提高產(chǎn)品的可靠性。由于該方法比較簡單、實用、費用低、效果明顯 及適用于各種產(chǎn)品的全壽命周期等優(yōu)點，得到了工程界的廣泛重視。
本章介紹加工中心FMECA軟件設(shè)計的甚本思想，首先，介紹了軟件的基本功能， 進(jìn)而分兩個方面進(jìn)行了功能分析。從安全設(shè)計和主要功能設(shè)計的角度介紹了軟件的功能 設(shè)置。最后介紹了軟件的安裝過程，界面的設(shè)計狀況，以及菜單功能的設(shè)置情況。
本節(jié)通過對SEB170角接觸球軸承的有限元模型的改進(jìn)、溫度場的分析，得出了 其溫度場分布的結(jié)果，為接下來對機床主軸溫度場的分析提供了依據(jù)。
本刀庫程序開發(fā)完成后，已經(jīng)在PYA系列精工加工中心上應(yīng)用，達(dá)到了合作開發(fā)設(shè)計的目的，換刀速度與國外同類高速加工中心產(chǎn)品的水平相當(dāng)，其性能可靠，換刀過程平穩(wěn)，換刀過程無過沖，運動平衡無沖擊，該系列非標(biāo)高速加工中心的加工速度有了很大的提高，提升了國產(chǎn)化率和自主開發(fā)的能力指數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，對加工中心刀庫設(shè)計有一定參考價值，值得推廣
( 1) 對焊接橫梁的初始模型進(jìn)行了靜力學(xué)分析討論了在自重作用下， 滑座沿 Y 向左右移動和滑枕沿Z 向上下移動時， 刀頭的變形情況; 模態(tài)分析過程中，獲取了前6 階固有頻率 靜力學(xué)分析結(jié)果作為拓?fù)鋬?yōu)化的依據(jù)( 2) 在調(diào)整內(nèi)部筋板時， 基于動力優(yōu)化以提高固有頻率為目標(biāo)， 獲取了影響低階固有頻率的區(qū)域， 并通過筋板對橫梁進(jìn)行了加強; 在結(jié)構(gòu)減重時， 以最小柔度為目標(biāo) 同時約束了體積分?jǐn)?shù)和前幾階固有頻率的下限值， 實現(xiàn)了******剛度的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計( 3) 對橫梁進(jìn)行了輕量化設(shè)計 基于拓?fù)鋬?yōu)化模型， 調(diào)整橫梁筋板布置， 完成******剛度的設(shè)計， 同時降低了橫梁自重 優(yōu)化后， 橫梁重量減輕 11． 5%， 綜合性能得到了明顯的改善
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基于有限元分析理論 利用 ＡＮＳＹＳ軟件對加工中心整機三維模型進(jìn)行了有限元振型分析 得到了加工中心的振型變化明顯區(qū)域 為模態(tài)試驗的激勵點與響應(yīng)點的布置提供了依據(jù) 結(jié)合激勵點及響應(yīng)點的布置原則 根據(jù)有限元分析所確定的振型分析結(jié)果 從中選出各部件的代表性測點 得到有限傳感器數(shù)量下合適的激勵點以及響應(yīng)點的布置方案 并成功獲取加工中心主要部件的各階模態(tài) 驗證了激勵點與響應(yīng)點布置方案的有效性