1.课题来源与背景： 本课题来源于广东省科学技术厅的地方计划，省级投入100万元。 数控机床是装备制造业的“工作母机”，其设计和制造水平是衡量国家工业化综合技术水平重要的标志。国产数控机床以经济紧凑型为主，与国际先进水平相比仍存在较大差距。另外，由于高档数控装备复合功能密集、体积庞大、结构复杂和加工工况多变，使得可靠性问题成为制约国内高档数控机床发展的技术瓶颈。究其原因主要是机床功能部件的设计水平不高导致产品可靠性差、性能不稳定，并最终影响机床整机的性能。因此，提高功能部件的可靠性，是提高数控机床产品质量的关键，可靠性评估技术是评判和检验数控机床功能部件可靠性的关键基础技术，只有正确评估机床功能部件的现有可靠性水平才能在此基础上进行改进数控机床产品的可靠性。

     2.研究目的与意义： 目前，现有的可靠性标准、规范没有一个完善的针对小样本数控机床功能部件的可实施的可靠性评估标准体系方法，导致产品可靠性水平先天不足。德国数控机床及功能部件在可靠性评估和增长技术等方面都具有世界领先的技术优势，而德国弗劳恩霍夫协会结构耐久性与系统可靠性研究所是可靠性领域世界知名研究机构，在装备领域开展了大量可靠性设计和评估技术研究，因此，与德国科研机构的合作，借助德国在数控机床及功能部件可靠性研究领域的领先设计、评估和管理经验，开展数控机床功能部件的可靠性评估技术研究，制定相关的可靠性评估标准规范体系势在必行，对于增强日益激烈的市场竞争能力，促进制造业的迅速发展具有重要意义。

     3.主要论点与论据： 本项目针对数控机床功能部件的应用特点、故障类型、失效类型和精度保持性影响因素开展可靠性测试、故障模式影响、数据统计分析、可靠性建模和可靠性验证方法研究，开发相应的专用测试装置，应用于大功率高速电主轴和高性能导轨副两种典型数控机床功能部件产品的可靠性评估过程，制定相应的行业标准，为数控机床功能部件的可靠性设计和可靠性增长提供依据，解决的数控机床功能部件精度保持性和可靠性差的关键和瓶颈技术问题。具体研究内容包括： 故障模式影响与致命度分析与故障树分析技术、可靠性数值模拟技术、可靠性试验技术、可靠性建模技术、可靠性评估模型参数估计、专用可靠性测试设备开发、可靠性评估标准规范制定等。 导轨作为机床的最关键运动部件，其精度和稳定性严重影响机床的整机性能。承载能力和油膜刚度是衡量液体静压导轨静态特性优劣的两个最重要的性能指标。因此本项目对高速导轨的刚度进行了计算，同时对导轨副使用的油膜阻尼进行能量耗散原理解析以及理论计算，剖析油膜阻尼机理方面入手对高速导轨的可靠性进行分析。

     4.创见与创新： 本项目对数控机床关键零部件电主轴及高速导轨副进行可靠性研究，取得如下成果： 建立了电主轴及导轨副可靠性寿命评估方法，采用理论寿命与加速寿命试验相结合手段，实现了数控机床关键零部件的可靠性评估； 项目设计了数控机床关键零部件电主轴及高速导轨副的可靠性寿命试验装备，实现了其加速寿命测试。 本课题的技术的创新性及科学性包括，实现了高速电主轴多物理耦合场的仿真，通过模拟电主轴在工作状态下结构-流体-电磁-热耦合，实现了电主轴温升对加工精度的影响研究；研究了高速导轨副刚度、载荷、油膜等对其可靠性的影响。 目前项目研究成果研究已经应用于相关合作企业，成为产品设计、测试、验证环节控制产品质量的一部分，已经取得了显著效果。此方法后续可推广到其他数控机床功能部件企业，结合企业具体产品进行可靠性评估及加速寿命测试，对于提升国产数控机床可靠性具有较大的市场前景。

     5.社会经济效益，存在的问题 ：本项目执行期间，针对两种数控机床关键功能部件高速电主轴和高速导轨副进行了可靠性评估，为省内两个企业的产品提供了4项可靠性技术服务，作为可靠性评估技术的示范。 项目进行过程中，由于时间、经费等问题，加速寿命试验验证样本较少，在后续合作企业推广应用中，会不断积累实验数据，根据实验数据不断修正可靠性寿命评估参数，使其评估更准确。企业在使用数控机床关键零部件电主轴及高速导轨导轨副可靠性评估方法时，需要严格按照项目规定可靠性评估方法要求进行，不断提升产品质量。