数控机床作为装备制造业的工作母机,其功能、精度和可靠性是衡量一个国家制造业水平的标准。目前,国产数控机床与技术发达国家制造的数控机床相比,在功能和精度水平上的差距正在逐渐减小,但在可靠性方面仍然落后较多,相对较低的可靠性水平限制了我国机床行业的发展,所以提高国产数控机床及其关键组成部件的可靠性已经迫在眉睫。提高数控机床可靠性水平的主要途径之一是对数控机床和关键组成部件进行可靠性设计。进给系统是数控机床的重要组成部件,它直接影响数控机床的加工精度,因此,对数控车床进给系统进行可靠设计以及预估可靠寿命是非常必要的。所以研究探索一种具有科学根据的寿命预测方法,无论在理论还是在实践上都具有重要意义。而载荷谱是可靠性设计的客观依据,也是可靠寿命预测的基础。所以本文基于数控车床进给系统载荷谱的基础上,分析进给系统的主要组成部件所受载荷与时间的变化关系。具体完成如下研究内容:(1)对数控机床进给系统进行故障模式及影响分析(FMEA),列出进给系统的功能结构框图,分析了进给系统各组成零件的失效模式和原因及其失效影响,得出了 FMEA统计表。(2)建立了数控机床进给系统的动力学模型。将进给系统处理为带有移动质量块的欧拉-伯努利梁系统,利用有限元法建立动力学模型,并将轴承、滚珠丝杠副和滚动直线导轨副各结合部的接触变形处理为弹簧-阻尼模型,综合考虑了滚珠丝杠及工作台的轴向振动和扭转振动,根据拉格朗日方程建立了进给系统的运动微分方程。得出系统的质量矩阵和刚度矩阵以及系统的固有频率。(3)研究数控机床进给系统所受载荷情况。阐述了数控机床进给系统载荷谱的编制方法和流程,将载荷数据进行整理后对其进行分布假设、参数估计及拟合检验,得到进给系统所受进给力的载荷谱。利用所建立的进给系统的动力学模型,以进给力作为系统的输入,通过计算机仿真分析,得出丝杠的轴向振动位移与时间的关系和丝杠轴向振动加速度与时间的关系,再根据达朗贝尔理论求得丝杠所受的轴向力与时间的关系,之后根据赫兹接触理论求得滚珠所受的载荷与时间的关系;建立工作台与直线滚动导轨的动力学模型,再利用与上述相同的方法求得导轨所受横向和纵向载荷与时间的关系,求得导轨所受摩擦力与时间的变化关系,最后依据所得到的载荷与时间的关系对滚珠丝杠以及直线滚动导轨进行可靠寿命的预测。经过本文的论述,相信会对数控车床进给系统的可靠性设计在以后的进一步开展提供基础。