技术中心
杨争锋
（农产品加工智能装备星创天地）
1 简述
1.1 机械故障诊断研究的目的
数控高速冲床是在自动冲压生成线上完成板料高效率、高精密冲压加工的自动化冲压设备。随着技术的不断进步，数控高速冲床日趋智能化和精密化，对其可靠性的要求也越来越高。当前，我国国产数控高速冲床的可靠性水平与国外发达工业国家的相比具有较大差距，而产品的可靠性直接影响产品的市场竞争力。因此,提高国产数控高速冲床的可靠性水平来应对当今竞争激烈的市场环境是我们的当务之急。故障分析是实现数控高速冲床可靠性水平增长的重要环节。本文以国产数控高速冲床为研究对象,重点围绕数控高速冲床的故障分析技术展开深入的研究。
1.2冷却润滑子系统故障模式分析
冷却润滑子系统是发生故障Z为频繁的部位,在历史故障数据中主要表现为油冷装置不制冷、油管及管接头的漏油、润滑油泵故障。因此，冷却润滑子系统是影响数控高速冲床可靠性的重要因素。此外，电气子系统与液压锁紧子系统也是故障频率较高的的故障部位。
2 高速冲床
国内外对数控机床的研发，主要面向高档次，包括高速、高精、多轴联动复合加工等，但是随着复合功能的增多和密集技术的引入，故障隐患增多，功能和性能不能维持，性也就失去其意义。因此，提高数控机床的可靠性水平，尤其是国产数控机床的可靠性水平，提高国产数控机床在国内的和竞争力是我们的当务之急。以往关于国产数控机床在可靠性方面的研究主要以数控金切机床为主,而关于数控高速冲压设备的可靠性方面的研究在国内却比较匮乏。
数控高速冲床又称数控高速压力机是一种能高效完成板材的落料、冲孔、成型等冲压工艺的机电一体化产品，具有柔性好，生产效率高，加工精度稳定的优点。高速冲床的基本工作原理是利用调速电机、皮带、飞轮带动曲柄滑块机构工作，此结构将飞轮的旋转运动变成滑块的往复运动，将飞轮储存的能量转换为模具的冲压能,进而实现板材的高速冲压成形。在级进模和自动送料装置等辅助机械的配合下,数控高速冲床能高效的进行自动化冲压作业。近些年来,随着电子、通讯、计算机、家电及汽车工业的不断发展，对冲压零件的需求量越来越大，如中小型电机的定转子硅钢片、刮脸刀、IT芯片等，这些冲压零件很适合在数控高速冲床上进行大批量生产。市场的需求带动了数控高速冲床的不断发展，国产数控高速冲床在速度、吨位、精度等方面都有了长足的进步。但是，根据课题组调研获得的国产数控高速冲床可靠性水平评估结果,我国具有代表性的国产某型数控高速冲床的平均故障间隔时间(MTBF）大约为325小时，与国外900小时的水平相去甚远。国产数控高速冲床的可靠性水平低下，的功能和性能得不到维持，失去了性的意义，并且易出故障的产品将严重影响其在用户中的口碑及其市场的占有率。
3 故障分析
3.1数控机床结构
数控高速冲床属于复杂的机电一体化产品，由大量的零部件组成。图1所示为一种国产闭式双点数控高速冲床的生产线实物图。
图1数控高速冲床生产线实物图
1. 料架；2.校平机；3.送料机；4.高速冲床；5.控制柜
该型数控高速冲床的特点如下:1)采用一级带传动，冲压行程次数高，冲压加工的工作效率高;2)机身采用高强度铸铁分体结构，底座和衡梁用四根拉紧螺杆拉紧，机身刚性好，角变形小;3)采用组合式干式摩擦离合器-制动器，噪音小，离合扭矩大，制动角小;4)四点式曲轴支承结构，可增加曲轴强度，变形小，刚性好，抗偏载能力好;采用滚动轴承支承，运行稳定，发热少，精度高;5)采用导柱导套结构，消除连杆摆动时对滑块产生的侧向力，滑块采用滚珠花键轴承导向，保证滑块运行精度;6)机身设有动平衡系统，可缓解机床振动和噪音，延长模具使用寿命，改善劳动环境;7)装模高度调节螺杆设有液压式锁紧装置，确保滑块下死点精度;8)采用稀油强制循环润滑系统，具有油路故障报警功能;9)采用平衡气缸装置，平衡滑块与上模的重量，使压力机运行更平稳;10)采用变频器调速电机，行程次数可调;11)采用可编程控制器PC，电子凸轮及电子凸轮控制器，人机界面，实现对机床的自动化、数字化控制，操作方便，性能优良。
为了正确的描述故障，准确定义故障发生的部位，找出影响系统可靠性的关键部位，应对数控高速冲床进行子系统的划分，根据相关锻压手册给出的划分方法和故障树分析的需要，将该?床划分为8个子系统，代码表见表1。
3.2冷却润滑子系统故障树
冷却润滑子系统为数控高速冲床的各个关键运动部件提供润滑油循环润滑，并利用油冷机对润滑油进行冷却
