董學(xué)文 王春霞

（1.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，中國 天津 300222；2.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)附屬技師學(xué)院，中國 天津300222）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，裝備制造業(yè)水平不斷提高，數(shù)控機(jī)床得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)控機(jī)床使用時(shí)間的增加，由于機(jī)床可靠性等方面的問題，不可避免的會(huì)產(chǎn)生各種故障。如何快速準(zhǔn)確的找出故障，并進(jìn)行維修是提高機(jī)床使用效率不或缺的手段。下面以某國產(chǎn)數(shù)控車床刀架故障實(shí)例分析，并通過故障模式、影響及危害性分析（Failure Mode and Effects Criticality Analysis，簡稱 FMECA）分析找出對(duì)數(shù)控車床影響嚴(yán)重的故障，以便指導(dǎo)針對(duì)于該類故障的維修與維護(hù)。

表1 刀架故障分析

1 數(shù)控車床刀架故障分析

對(duì)于數(shù)控車床刀架常見故障的分析，見表1。

2 數(shù)控車床刀架故障FMEA分析

由前面對(duì)數(shù)控車床刀架故障的分析，了解了刀架的基本組成及各部分的作用及各種故障對(duì)加工的影響。下面利用故障模式與影響分析法對(duì)表1中描述的刀架故障進(jìn)行定性分析。刀架的組成及各部分功能見表2。

表2 刀架的組成及各部分的功能

根據(jù)嚴(yán)酷度的定義對(duì)刀架部分進(jìn)行嚴(yán)酷度定義如下：

Ⅰ類：系統(tǒng)失效，對(duì)人體造成危害或是對(duì)機(jī)床造成損傷；Ⅱ類：性能下降嚴(yán)重，導(dǎo)致刀架不能工作；Ⅲ類：性能有所下降，導(dǎo)致刀架部分刀位無法換刀，刀架不能正常工作；Ⅳ類：沒影響，對(duì)數(shù)控車床或刀架運(yùn)動(dòng)基本沒有影響，但必須進(jìn)行非計(jì)劃維修。刀架故障的故障模式與影響分析（Fault modes and effect analysis，簡稱 FMEA）見表 3。

表3 刀架故障模式及影響分析（FMEA）

續(xù)表3

功能 提供動(dòng)力 連接刀架電機(jī)與絲杠刀架體定位故障模式及原因 電源接反 電源缺相 無電源 損壞 松動(dòng)或間隙 折斷任務(wù)階段與工作模式驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 定位故障影響 刀架無法換刀刀架無法換刀刀架無法換刀 無法驅(qū)動(dòng) 反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有間隙換刀時(shí)無法定位故障檢測(cè)方法 直觀 直觀 儀表測(cè)量 直觀 直觀 直觀補(bǔ)償措施 重新接線 無 無 無 無 無嚴(yán)酷度類別ⅡⅡⅡⅡⅡⅡ

3 故障危害性（CA）分析

參照GJB1391現(xiàn)將故障概率分為五個(gè)等級(jí)，產(chǎn)品在一個(gè)工作期間內(nèi)發(fā)生某一個(gè)故障模式的發(fā)生概率用Pi表示，產(chǎn)品在該工作期間內(nèi)總故障概率用P表示，用Pi/P的范圍表示故障概率等級(jí)。

A級(jí)（經(jīng)常發(fā)生）Pi/P≥20% B級(jí)（有時(shí)發(fā)生）10%≤Pi/P＜20%

C級(jí)（偶然發(fā)生）1%≤Pi/P＜10% D級(jí)（很少發(fā)生）0.1%≤Pi/P＜1%

E 級(jí)（極少發(fā)生）Pi/P＜0.1%[1-2]

危害性矩陣針對(duì)分析的所有產(chǎn)品故障，以一種圖解方式識(shí)別和比較其故障模危害度及嚴(yán)酷度。一般情況下，矩陣中右上角顯示的項(xiàng)目，是應(yīng)立即采取措施的項(xiàng)目[3]。

4 數(shù)控車床刀架故障定性CA分析

對(duì)數(shù)控車床刀架故障定性CA分析如表4所示。

表4 數(shù)控車床刀架故障CA分析

數(shù)控車床刀架的危害性矩陣如圖1所示。

圖1 刀架故障危害性矩陣

從數(shù)控車床刀架危害性矩陣可以看出，識(shí)別號(hào)為01、02的故障危害最大，對(duì)于這類故障數(shù)控機(jī)床應(yīng)盡量避免。

5 結(jié)束語

通過利用FMECA對(duì)某國產(chǎn)數(shù)控車床刀架故障的分析，得到了可能引發(fā)刀架故障的故障模式及影響分析FMEA列表和故障定性CA分析列表，并由此為依據(jù)獲得該型數(shù)控車床刀架故障危害性分析，由此為數(shù)控車刀架維護(hù)和相關(guān)故障維修提供依據(jù)及參考。

［1］GJB1391-92故障模式、影響及危害性分析程序[S].國防工業(yè)委員會(huì),1993.

［2］解傳寧,戴怡.伺服進(jìn)給系統(tǒng)的可靠性分析[J].設(shè)備管理與維修,2008（11）：11-13.

［3］張海,周志兵.故障模式影響分析技術(shù)進(jìn)展[J].航空制造技術(shù),2007（8）：64-66.