电主轴作为数控机床实现精密切割的核心功能部件,其性能及可靠性是决定数控机床整体性能的关键所在。由于电主轴属于高可靠长寿命产品难以收集到大量的失效数据。因此,结合其主要性能退化信息进行可靠性评估是当前研究的热点问题之一。本文以某系列卧式加工中心电主轴为研究对象,依据电主轴故障分析选择合适的试验项目,考虑电主轴寿命下限进行加速试验时间设计,据此在试验装置上开展电主轴可靠性试验,收集并整理性能退化数据,实现基于性能退化的电主轴可靠性建模及评估。首先,依据电主轴的结构与工作原理开展电主轴的组件划分工作,结合前期采集到的现场故障数据进行故障模式、影响及危害性(FMECA)分析,在此基础上考虑故障相关性,结合决策实验室分析法(DEMATEL)确定电主轴系统的关键零部件及关键故障模式,据此选择相应的试验项目。其次,根据电主轴现场故障数据建立电主轴可靠性模型并确定其产品的寿命估计下限,以此为实验室试验截尾时间;结合加工工艺信息确定试验载荷,基于修正Miner疲劳累积损伤理论进行加速应力下的试验时间优化设计。最后,依据选定的试验项目搭建可靠性试验装置和可靠性测试系统,根据拟定的试验截尾时间和数据采集方案收集试验中的性能退化数据,建立基于关键性能退化量的一元Wiener过程模型;应用单侧置信限法确定电主轴的基本失效率函数,以电主轴的性能退化量为协变量,建立考虑多个性能退化量的可靠性协变量回归模型,实现电主轴的可靠性评估。本文所提出的方法克服了传统可靠性评估工作中缺乏失效数据难以展开分析的问题,为加速试验下的可靠性评估工作提供了参考。