加工中心是一种能够在工件一次装夹的情况下实现多种表面加工的高速精密数控机床,是我国的一种重要的基础制造装备。目前我国的加工中心在出厂精度方面基本上能够达到国外同类产品的水平,但是在可靠性上却与国外相差甚远,因此对加工中心的可靠性进行研究是很有必要的。由于加工中心结构复杂,实际工况多变,故障模式及影响原因较复杂,相关的可靠性数据收集较为困难,加工中心可靠性受到了国内外学者的重点关注。本文以国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项的子课题中的“800mm精密卧式加工中心研发与国产功能部件配套应用”为依托,以加工中心为研究对象,系统的研究了其可靠性分析及试验相关技术,并将其运用于THM6380加工中心的可靠性改进工作之中。主要工作如下:(1)通过分析加工中心的结构组成,利用可靠性框图建立了加工中心的可靠性模型,通过收集的可靠性现场数据对加工中心的可靠性指标进行了计算,并利用三重分段威布尔分布模型对可靠性数据进行建模分析,得到了早期故障期持续时间以及可靠度、失效率的函数模型。(2)通过实地调研对加工中心的故障部位、故障模式及故障原因进行了统计分析,对故障高发部位刀库系统进行了故障树分析,并提出了相应的可靠性改进措施。针对传统故障危害度分析方法的不足,建立了一种基于群体决策和灰色关联分析的改进故障危害度计算模型,并以加工中心的数控转台为例进行了改进故障模式、影响及危害性分析,得到了改进的FMECA表,为数控转台可靠性改进提供指导。(3)结合加工中心的生产流程,建立了加工中心可靠性试验体系,并以托盘交换系统为例介绍了可靠性强化试验的实施。针对加工中心早期故障频繁的现状,通过建立基于成本最低的早期故障排除试验时间优化模型,得到最优早期故障排除试验时间,并设计了相应的早期故障排除试验方案,分析了试验结果并给出了相应的可靠性改进措施。