THM系列(46100/65160)精密卧式加工中心关键技术 (2009-2010)
发表时间:2013-09-02 阅读次数:2273次

 

 项目来源

 科技重大专项

 起讫日期

 2009.03-2010.12

 项目状态

 验收通过

 项目类别

 纵向

 项目编号

 2009ZX04001-022

 项目经费

 总经费7989.5万元,

 责任单位

 沈机集团昆明机床股份有限公司

 承担角色

 参与

 参与单位

 西安交通大学科技与教育发展研究院

 

 

 

 

 

 

课题简介:

      1.   课题总任务及目标:
        研制生产具有国内领先水平,可实现铣、镗、钻等多种工序复合加工的高精度精密卧式加工中心。主要技术指标:THM46100高精度精密卧式加工中心的工作台宽度1000mm;快移速度≥36m/min;X、Y、Z轴定位精度≤0.004mm,重复定位精度≤0.003mm;B定位精度≤3″,重复定位精度≤2″;THM6513精密卧式加工中心的工作台宽度1600mm;快移速度≥24m/min;X、Y、Z轴定位精度≤0.008mm,重复定位精度≤0.004mm;B轴定位精度≤5″,重复定位精度≤3″。
        以高精度卧式加工中心研制为主要目标,同时开展相关关键技术研究,开发研制一批高精度机床相关的实验、测试装置与平台,建立高精度机床制作的工艺技术规范与标准,并形成以“产、学、研、用”结合的高水平高精度卧式加工中心研究开发团队,使沈机集团昆明机床股份有限公司成为国内高精度卧式加工中心的生产和研发基地。
      2.   课题组承担任务及关键问题研究
        1)   整机结构优化设计
  • 结合部动态参数识别的方法和实验都简单实用,并且结果可靠,通用性高;
  • 建立了结合部在不同频率、不同正压力下的动态特性数据库;
  • 螺栓(螺钉)结合部有限元建模的新方法,能够最大限度的贴近于实际情形;
  • 结合部动态特性的通用公式拟合的方法与拟合结果,为以后同类型的机床的动态设计提供重要指导和参考。

 

      2)   精密主轴动态检测技术研究
        搭建了高精度机床主轴性能测试试验台,开发了基于LabVIEW和MATLAB的动态监测软件,实现数据采集和分析功能,可用于THM系列精密卧式加工中心主轴监测系统,已申请相关专利两项。设计完成THM系列精密主轴测控方案。
主轴精度检测         
      3)   精密主轴实时预紧技术研究
  • 开发了具备实用能力的轴承液压预紧装置,通过大量实验,验证了装置的实用性和可靠性(目前DIXI等国外品牌机床也装置了液压预紧力调节装置)
  • 设计了压电陶瓷作动器预紧力调节装置,并对压电作动器的性能进行了实验评价,该方法具有较高的前瞻性,与国外研究同步。
  • 设计搭建的“滚动轴承动态特性监测及实时预紧综合试验平台”集轴承刚度、温度、振动测试及预紧力动态调整于一体,功能灵活,并可用于研究各性能相互之间的耦合规律。
  • 研究了各种工况(不同转速、载荷)下,预紧力对回转轴旋转精度、刚度、发热的影响规律,积累了丰富的数据。
精密主轴预紧力实时预紧技术试验台
 
      4)   精密卧式加工中心防碰撞系统
  • 在构建THM46100/65160整机虚拟样机基础上,构建了精密卧式加工中心虚拟加工环境;
  • 完成了THM系列卧式加工中心的三维防碰撞系统的构建,并针对该系列机床构建了典型刀具模板库、夹具库,以此为基础,可实现在该机床上进行零件数控加工前的三维防碰撞验证和G代码加工仿真检查。
  • 通过防碰撞系统的应用,使零件加工过程更加直观地展现在工艺人员面前,将加工过程中可能出现的碰撞干涉、机床运动轴超行程、过切/欠切等问题暴露无疑,直接提高了零件加工工艺及数控程序的编制的准确性。
 
      5)   多轴联动卧式加工中心加工工艺技术
  • 通过工艺模板库的构建,为加工中心零件加工工艺编制提供标准化、高效支持,极大的方便了用户使用,也可以避免不恰当操作对机床精度、寿命的损伤。
  • 制定了制定高精度卧式加工中心的精度和验收条件企业标准,为精密卧式加工中心的进一步开发和产品质量控制提供了量化依据与保障。
 
取得成果:
      1.   发表论文6篇
[1] 滚子轴承特定结构耦合EHL控制转子非线性响应的数值分析
[2] 精密球轴承不可重复跳动(NRRO)影响主轴动特性的预测模型及应用
[3] 多支承轴系轴承受力与刚度的有限元迭代计算方法
[4] 运用盲反卷积和改进谱减法提取滚动轴承早期微弱特征
[5] 滚动轴承损伤模拟及微弱特征检测研究
[6] 滚动轴承诊断的响应模拟方法及实验研究
      2.   申请发明专利1项
[1] 滚动轴承-主轴系统动静态特性综合测试实验装置,专利号:201010244674.8
[2] 一种机床主轴集成监测环装置,专利号:201010244711.5
      3.   登记软件版权2项
[1] 基于预紧力数据库的主轴监测与刚度控制系统,申请号:2011SR014106
[2] THM65160卧式加工中心运动防碰撞系统,申请号:2011SR001417
[3] THM46100卧式加工中心运动防碰撞系统,申请号:2010R11L087187
[4] 镗铣复合加工数控工艺模板库系统,申请号:2011SR015544
 
 

 

 

 

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