本文以国家科技重大专项“五轴联动加工中心可靠性设计与性能试验技术”为依托,以五轴联动加工中心为研究对象,通过对该类产品进行深入系统的分析,围绕“使所研发的数控机床主机平均故障间隔时间(MTBF)达到900小时”的项目总体目标,开展产品可靠性性能试验与评估技术研究。获得了小子样条件下的五轴联动加工中心可靠性试验与评价方法,同时为其他类型的数控机床可靠性研究提供了理论和方法指导。全文按照试验准备、可靠性试验及可靠性评估的研究思路对加工中心的可靠性试验与评估技术进行研究。全文的研究工作主要包括:1)通过广泛调研,确定五轴联动加工中心的典型加工对象为整体式铝合金叶轮,在此基础上开展加工中心典型工况分析与应力采集技术研究。采用五种典型加工工艺参数分别加工叶轮,采集工作应力,通过大量统计的方式,确定可广泛代表五轴联动加工中心加工对象的工艺参数及试验周期,为接下来的可靠性试验做好准备。2)提出一整套小子样条件下五轴联动加工中心可靠性试验方法,该方法以整体式叶轮为加工对象,对加工中心各方面性能进行全面考核并充分暴露故障。提出六种关联性故障判断准则及八种非关联性故障判断准则,作为考核加工中心可靠性指标的依据;同时为了精确判断故障并提高试验效率,建立了加工中心状态监控系统,包括振动采集分系统、噪声采集分系统、温度采集分系统及精度检测分系统,分别用于跟踪检测加工中心振动、噪声、温升及几何误差的异常变化。3)建立加工中心故障数据采集系统,以六种成熟产品为跟踪对象,用了两年的时间,采集和积累了大量现场故障信息;在此基础上,研究了两种基于Weibull分布的加工中心可靠性评估方法;在完全失效数据下,对五种型号加工中心改进前后寿命分布进行了对比分析;另外,选择同一批次10台型号6加工中心作为现场跟踪对象,对其进行了定时截尾试验,并用极大似然法对试验结果进行了评估。4)对小子样、高可靠性条件下的加工中心Bayes评估问题进行了研究。利用五种成熟产品故障信息,选取产品MTBF指标为随机变量,对五种历史样本分别进行Bootstrap抽样得到样本MTBF离散分布,采用基于Kullback信息的先验分布融合方法,提出运用历史信息的可信度来确定权重因子,得到融合先验分布。最后,结合某型五轴联动加工中心可靠性试验数据及融合先验分布对MTBF指标进行Bayes后验推断,得到较为准确的评估结果,具有较强的指导意义。