TK6916型落地铣床滑枕系统FMECA6.06.docxVIP

TK6916型落地铣镗床滑枕系统 硬件故障模式、原因及影响分析（FMECA）报告  1. 引言 TK6916型落地铣镗床是机械制造业的重要基础制造装备，用于船舶、航空航天等重要装备零部件的精密镗、铣、车等加工，其特点是每个用户预订的数量少、使用周期长、维修成本高，一旦加工中发生故障，就会造成极大的经济损失。而滑枕系统作为TK6916型落地铣镗床的重要子系统，其零部件变形、精度等级的降低等都会对TK6916加工产生重大影响。因此，提高滑枕系统的可靠性，对提高TK6916型落地铣镗床的可靠性起着至关重要的作用。 故障模式、影响及危害性分析（即FMECA）是一种有效的可靠性保证技术，FMECA是用来分析产品可能的和潜在的故障模式，确定故障的相对严重程度、发生概率以及产品在交付使用前或后发生故障的可能性，对于那些对产品性能有重大影响的失效模式做出判断，并针对发现的问题提出改进的措施，以便通过设计、制造、装配、加工工艺等来消除或降低潜在的设计缺陷。因此，对于处于早期失效周期的TK6916型落地铣镗床滑枕系统，有必要进行FMECA，其作用是发现TK6916型落地铣镗床滑枕系统所有可能的故障模式，分析故障原因以及产生的不良后果，找出其在设计、制造、装配、加工工艺过程中的薄弱环节，并针对这些薄弱环节提出相应的改进建议和使用补偿措施，从而提高TK6916型落地铣镗床整机的可靠性。 2. 工作依据 GJB1391-2006 《故障模式影响及危害性分析指南》 TK6916 《TK6916使用说明书》 《TK6916大件图纸》 3. 系统定义 3.1 系统功能简介 TK6916型数控落地铣镗床滑枕系统主要实现W轴、Z轴的进给，为镗孔、钻孔、扩孔、铰孔、切螺纹、切沟槽和平面的铣削加工等提供动力，同时也可以在方滑枕端面装夹多种特殊附件，扩大机床的功能以及工艺范围，对TK6916型数控落地铣镗床的加工精度起着至关重要的作用。 3.2 系统功能分析 滑枕系统的工作原理图如图1所示，基本工作原理为：工艺设计人员根据零件图纸制定工艺方案，形成加工程序并通过手工输入或借助于存储载体输入加工中心的数控系统中；进入数控系统的信息，经过一系列处理和运算转变为控制脉冲信号，在滑枕系统控制脉冲信号传递过程中，一部分信号通过主传动系统传递动力给铣轴，铣轴再通过双键传递给镶嵌在其中的镗轴，带动镗轴一起回转，对工件进行铣削和镗孔等加工；一部分信号传递给Z轴和W轴进给系统，实现Z轴和W轴方向的进给。 图1 滑枕系统工作原理图 3.3 系统组成及各分系统功能简介 根据TK6916型数控落地铣镗床滑枕系统的结构特征、工作方式等特点，以及便于故障模式、影响及危害性分析，特将其分为以下3个分系统：（1）主轴系统；（2）Z轴进给系统；（3）W轴进给系统。各分系统的具体含义及组成如下所示： 1）主轴系统 用于实现机床的主运动，主要由镗轴和铣轴组成。首先主传动系统将动力传递给铣轴，铣轴通过双导向键带动镗轴旋转，实现主轴旋转，包含主轴轴承、主轴端部锥孔、以及自动松夹刀机构等支承和辅助零部件，其精度决定了零件的加工精度，结构示意图如图2所示。 2）Z轴进给系统 用于实现镗轴在方滑枕内部的水平移动。进给传动系统主要由传动机构（齿轮）、运动变换机构（滚珠丝杠螺母副等）、导向机构（导轨、轴承）、检测元件、执行件等部分组成，结构示意图如图3所示。 3）W轴进给系统 用于实现方滑枕在主轴箱内孔的水平移动。进给传动系统主要由传动机构（齿轮）、运动变换机构（同步齿形带）、导向机构（导轨、轴承）、检测元件、执行件等部分组成，结构示意图如图4所示。 图2 主轴系统结构示意图 图3 Z轴进给系统结构示意图 图4 W轴进给结构示意图 3.4 TK6916型落地铣镗床滑枕系统的特点 TK6916型落地铣镗床属于重型机床，具有镗孔、钻孔、铣削、切槽等加工功能，滑枕系统作为机床的关键系统，其性能直接影响机床的精度、加工性能和加工质量。因此，滑枕系统在工作过程中，主要存在以下特点： 1）滑枕等质量大、惯性大、驱动负载大，精度保持性问题突出； 2）外购件（如滚珠丝杠副）与企业本身生产的零部件（如轴、齿轮等）匹配问题突出； 3）由于滑枕系统特有的结构特性，切削热、传动摩擦热以及辐射热等都将对其精度产生重要影响； 4）装配时，由于方滑枕里面装有主轴分系统，里面零部件繁多，导致由装配产生的不确定性故障增多。 3.5 主要工作环境条件 TK6916型数控落地铣镗床属于精密加工设备，滑枕系统需要稳定的工作环境，具体要求如下： 1）环境温度：10～40℃； 2）相对湿度：≤80％； 3）电源：三相380V±10%，50HZ±2%； 4）空气