產品是企業的命脈,質量是產品的生命,可*性是質量的靈魂。隨著科學技術的發展,產品日趨多樣化。產品的結構千差萬別,發生故障的模式也多種多樣,在眾多影響可*性的因素中,確定關鍵因素是可*性分析的重要任務。電火花加工技術是一種非常重要的現代加工方法。隨著
新材料、新工藝的發展,
電火花線切割機的應用日益普及,其良好的柔性,穩定的
加工精度為用戶帶來了巨大的效益。但是電火花
線切割機較高的故障率(尤其是高速走絲電火花
線切割機) 造成的停機和維修費用又給用戶帶來極大的不便和資源的浪費。因此,提高線
切割機可*性的問題就急切地擺在了
機床制造商和用戶的面前。
為進行線
切割機的可*性研究,需要大量準確的數據。由于線切割機是應用機械、電子、計算機、電加工等技術的自動化程度高、結構復雜的綜合系統,其可*性數據的采集不僅需要大量的人力、物力和很長的時間,而且投入樣本的實驗費用較高。目前,國內采集在實際使用中的線切割機的可*性數據幾乎是空白。
本文以選擇一種具有典型結構的電火花線切割機為目標,對在全國使用的20 臺高速走絲線切割機的故障數據進行了跟蹤記錄,獲得了較為豐富準確的可*性數據,并根據線切割機本身的特點和使用中的實際情況,將線割機劃分為15 個子系統,并確定了43 種故障模式和36 種故障原因,基于Power2Builder 和Sybase 建立了線切割機可*性數據庫,為線切割機的可*性分析和可*性設計提供了基礎。
本文對高速走絲線切割機進行了故障的統計與分析。查清整機各故障部位、故障模式及故障原因的比率,從整機上掌握線切割機的故障發生情況;對故障頻繁的部件或子系統深入進行故障模式和故障原因的分析,探尋可*性改進設計的方向,為根據實際情況對線切割機進行可*性分配和改進設計提供依據。
2 線切割機故障模式和故障原因的統計與分析
基于線切割機的可*性數據庫,分別進行了故障部位(子系統) 、故障模式和故障原因的分析。各故障部位、故障模式和故障原因的頻率。
由表1可見,線切割機的故障發生較多的子系統主要是運絲裝置( 5 9 . 3 2 2 %) 、電氣系統(28. 814 %) 等。這兩個子系統發生的故障占整個機床故障的88. 136 % ,其中運絲裝置發生故障最為頻繁,它的故障頻率遠高于其它部位。運絲裝置包括運絲電機、
螺桿與
螺母、同步齒形帶、聯軸節和進電塊等與運絲有關的部分。運絲裝置是影響線切割機可*性的最主要因素,提高其可*性水平是當務之急。
高速走絲線切割機發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,而引起線切割機發生故障最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,而這些元器件主要是由外購獲得的,說明外購和外協件質量較差,應采取措施加以改進。另外,線切割機運絲裝置的故障頻率明顯超過其他部位,說明運絲裝置需進行較大的改進,以提高機床的可*性水平。
對于高速走絲線切割機故障概率最高和較高的兩個子系統的故障模式和故障原因,本文作了進一步的統計與研究。
3 子系統故障分析
運絲裝置是發生故障最頻繁的部位,是影響線切割機可*性的最主要因素。是運絲裝置故障模式頻率圖,圖5 是運絲裝置故障原因頻率圖。運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 %。由于結構上采用單進電塊形式,雙向運絲造成單進電塊與電極絲間的接觸時好時壞,往往會產生串聯電阻現象,從而使進電塊使用壽命降低。同時還降低了加工效率。零、部件損壞主要是同步齒形帶故障。
電氣系統是發生故障較頻繁的部位,是影響線切割機可*性的主要因素。是電氣系統故障模式頻率圖,是電氣系統故障原因頻率圖。電氣系統故障模式主要是元器件損壞,高達82. 353 %。電氣系統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獲得的,說明外購和外協件質量較差。
4 結論
(1) 運絲裝置是線切割機發生故障最頻繁的子系統,它的故障頻率遠高于其它部位。運絲裝置包括進電塊、同步齒形帶、螺桿與螺母、聯軸節、運絲電機等與運絲有關的部分,運絲裝置需進行較大的改進,以提高機床的可*性水平。運絲裝置是影響線切割機可*性的最主要因素,提高其可*性水平是當務之急。
(2) 線切割機發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,而發生故障最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獲得的,說明外購和和外協件質量較差,應采取措施加以改進。
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