1.1課題來源
本課題源于國家科技重大專項可靠性技術研宄課題“關鍵功能部件的可靠性 設計與試驗技術”,課題編號:2010ZX04014-011。
1.2課題研究的背景及意義
裝備制造業是制造業的基礎,其發展水平體現了一個國家的工業化水平,是 國家綜合實力和國際競爭力的主要象征,具有極其重要的戰略意義[1]。而裝備制 造業的基礎則是數控機床,數控機床發展水平的高低直接決定著裝備制造業整個 行業的水平。一個國家數控機床業的水平己經成為衡量該國制造業水平、工業現 代化程度和國家綜合競爭力的重要標志,直接關系到國家經濟建設和國防安全及 戰略地位[2][3]。
數控機床是一種高度機電一體化的產品[4]。隨著科學技術的發展進步,數控 機床也由原來的高速化、高精化以及功能復合化開始向網絡化、綠色化以及開放 化等方向發展。在發展的大環境下,我國的數控機床技術也有突飛猛進的進步, 自主生產機床在國內市場的占有一定的份額,但是高檔機床的生產仍然存在突出 的問題:自主開發能力薄弱,專業化的配套體系尚未形成,功能部件發展滯后, 產品自動化水平低,可靠性差[5][49]。這就導致國外高檔數控機床在我國市場上仍 然處于壟斷地位,整體制約了我國數控機床技術的發展。
隨著數控機床的發展,加工中心(Machining center)隨之產生并高速發展。 加工中心是用于加工復雜形狀工件的一種高效率自動化機床,它將傳統的機械設 備與現代數控系統有效的結合起來,實現了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、 鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工[6]。加工中心的自動化集成高、效率好, 尤其對于形狀比較復雜、精度要求較高以及更換相對頻繁的工件,加工中心具有 很好的加工效率以及經濟效益。加工中心不僅是衡量一個國家科技發展水平的重 要標志,也是國際間科技競爭的重點[7]。加工中心關鍵功能部件作為機床的重要 組成部分,其可靠性水平的高低直接影響著整機的可靠性水平[8],如換刀系統、、 電氣系統以及主軸等,這些關鍵功能部件一旦發生故障,將直接影響著整個加工 中心的加工效率以及用戶的經濟效益。功能部件可靠性己成為阻礙我國機床行業 發展的瓶頸[9][49]。
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