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实现双摆角数控万能铣头技术及应用的突破

日期:2020-09-01 03:07 作者:365真人游戏

  自2009年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(以下简称“04专项”)启动以来,济南二机床集团有限公司(以下简称“济南二机床”)共承担了11项课题任务,包括:“高速龙门五轴加工中心”、“大型快速高效数控全自动冲压生产线”、“数控大型多工位压力机”、“双摆角数控万能铣头”、“高架式五轴联动高速龙门镗铣加工中心”、“大型伺服压力机”、“大型精密复合冲压成形机床创新能力平台建设”、“高速龙门五轴联动加工中心”、“APM系列翻板卧式加工中心”、“汽车车身大型智能冲压生产线”和“高速高精密数控硅钢片全自动落料生产线”等课题。

  济南二机床研制的课题产品,涵盖了金属成形、金属切削两大领域,均代表了当今国际先进水平,应用覆盖了汽车、军工和能源等重点行业。截止到目前,已有8个项目通过了验收,被工信部领导称赞为“组织实施国家科技重大专项最好的企业”。其中,专项成果“大型快速数控全自动冲压生产线”被列为十大标志性工程项目,并获得2013年国家科技进步二等奖,项目研发团队被科技部授予“十一五”国家科技重大专项优秀执行团队。

  2. 管理制度化、规范化:由高层领导担任课题负责人,细化并落实阶段性计划,加强过程协调和控制,加强日常管理,健全管理制度,以制度保障课题的顺利实施;

  3. 不断完善创新激励机制和人才培养机制:设立了技术进步奖、管理创新奖、技术革新奖和合理化建议等一系列内部奖励评审制度,加强了对复合型人才的培养,以项目锻炼人才,通过一系列高端课题的实施,锻炼、培养了一批有先进技术理念、实际应用能力强、国际沟通能力突出的优秀人才。

  4. 加大技改投入,保证硬件能力:先后投入10多亿元自筹资金,实施技术改造,包括:新建铸造公司、冲压设备自动化实验室、热处理中心、精密加工车间和超重型机床制造车间等,制造实力达到压力机行业世界领先水平。

  双摆角数控万能铣头是五轴联动数控机床的核心功能部件。济南二机床研制的双摆角数控万能铣头是A/C轴的结构型式。该型式的双摆角数控万能铣头分为电主轴式和机械主轴式两大类。前者主要应用于高速精加工领域,如航空航天、高速轨道列车等行业使用的铝合金和复合材料等高强度轻质材料零件;后者主要应用于大扭矩强力切削领域,如能源行业使用的水轮机叶片、船舶行业使用的螺旋推进器及航空领域的钛合金、耐高温合金零件等。

  该课题的研发目标是,提升国产数控机床功能部件的整体水平,促进国产高档五轴联动数控机床的发展,进而打破国外优势企业的垄断。

  目前,双摆角数控万能铣头技术主要被法国、德国、意大利和美国等国家的著名五轴联动机床主机厂和少数数控机床功能部件企业所掌握。近年来,尽管我国机床行业取得了长足进步,但以双摆角数控万能铣头为代表的、体现数控机床核心技术的数控机床功能部件,长期在低层次徘徊,或者直接依赖于进口,严重制约了国产数控机床向高档化方向的发展。因此,研制具有自主知识产权的双摆角数控万能铣头具有重要的战略意义。

  通过实施“双摆角数控万能铣头”课题,济南二机床攻克了一系列关键核心技术,包括:大扭矩进给系统中的无间隙机械传动技术、紧凑型大扭矩进给系统中的无间隙机械传动技术、C轴n× 360°旋转技术、A/C轴液压锁紧技术、A/C轴电气安全保证和液/气防漏技术、卸荷式松刀装置、A/C轴力矩电机直接驱动应用技术和五轴联动加工技术等。通过技术攻关,目前济南二机床已全面掌握了双摆角数控万能铣头数字化设计技术。

  开发的产品包括:电主轴式机械驱动A/C摆角、电主轴式力矩电机直驱A/C摆角和机械主轴式机械驱动A/C摆角等结构型式的数控万能铣头,分别用于高速高精切削或高效重型切削领域,满足了铝合金、钛合金和复合材料等各种复杂曲面零件的加工需求。

  2011年底,济南二机床承担的“双摆角数控万能铣头”课题顺利通过验收。验收组专家的鉴定结论为:产品性能指标和机床可靠性均达到了同类进口机床的水平。

  目前,济南二机床已经承接了几十台配置自制双摆角数控万能铣头的五轴联动数控机床订单,彻底打破了国外技术的封锁和垄断,产品广泛应用于航空航天、轨道交通和能源等行业领域,以及大飞机、长五飞天、南水北调和航母等国家重大工程项目中,并形成了产业化,促进了国产高档五轴联动数控镗铣床的发展,为国民经济和国防建设的发展提供了重要的装备支撑。例如,2003年,济南二机床为长春轨道客车有限公司提供了国内第一台配置自制双摆角数控万能铣头的五轴联动定梁龙门移动镗铣床;2006年,济南二机床赢得了北京航天第一设计院的大型五轴联动数控机床XKV2735*40订单,使得国产大型五轴联动数控机床首次进入航天领域。

  目前,包括首都航天机械公司、上海航天设备制造总厂、西安飞机工业集团、洪都航空工业股份集团和昌河飞机工业集团等在内的20余家航天航空企业,共计向济南二机床采购了40余台不同结构和规格的、具有JIER自主知识产权的五轴联动数控机床及五面加工高速龙门数控机床,这些机床所用工作台涉及移动式、龙门移动式和高架横梁移动式等。

  依托专项课题,济南二机床显著提升了企业的自主创新能力,尤其在基础技术研究方面取得了重大进展。到目前为止,共突破了40余项关键技术,获国家发明专利13项,实用新型专利85项;形成了一系列技术规范,围绕机械压力机和数控机床这两大类主导产品,修订并完善了设计规范及50余项技术管理规定;除制定25项企业标准外,还牵头制定了“闭式单、双点压力机精度”、“机械压力机安全技术要求”和“五轴联动高架横梁移动龙门铣床精度检验标准”等6项国家标准,以及“闭式四点多连杆压力机精度”、“闭式压力机技术条件”和“龙门铣刨床精度检验”等13项行业标准,这些标准的制定,对于统一和规范国内同类产品的精度检验尺度、提升产品质量水平发挥了重要作用。

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