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中传重机研发出七轴六联动螺旋桨加工机床

文章来源:中国工业报 作者:承毅铭 王蕾 任志金 点击:次 时间:2014/11/24 10:16:10 转载:

近日,由中传重型机床有限公司(以下简称“中传重机”)自主研制的世界最大11米直径七轴六联动螺旋桨加工机床,在国内某大型企业用户现场组装完成并试加工成功。据悉,该机床最大可加工11米直径螺旋桨,并首次采用七轴六联动方式,一次装夹可完成加工范围扩大,效率比原五轴联动方式提高了一倍,加工精度也得到大幅提升。
    中传重型机床有限公司成立于2010年,注册资本3个亿,是南京高精传动设备制造集团有限公司全资子公司,是专注于机床产品设计、制造、销售、服务为一体的机床企业。

图为VTM11000七轴六联动螺旋桨加工机床
图为VTM11000七轴六联动螺旋桨加工机床

记者了解到,这台七轴六联动机床是目前已知国际上最大型、最复杂的机床。该机床集车、铣、镗、钻功能于一身,通过增加刀架摆动轴(A轴)参与联动,达到七轴六联动加工,已满足螺旋桨叶片空间重叠部位的独特加工需求,实现了对叶片的完整加工。与常规的五轴联动技术相比,可控制刀具的最佳位姿,避免加工干涉,加工效率得到极大提高。本台机床的研制成功,也展示了中传重机雄厚的研发制造能力,标志着中国机床企业已具备在国际市场上与世界机床强企同台竞技的实力。
    据该公司总工程师王志翔介绍,中传重机拥有一支覆盖机械、电气、液压、地基、外观及计算机辅助计算等诸多学科,富有中传重机特色的现代化机床研发队伍,对机床的设计理念也有别于传统的常规设计。本产品在设计的过程中,研发团队历经一年多的时间,本着立足于用户典型零件,基于CAM加工、规划加工工艺、优化加工参数,再根据切削力及切削刚度来分解机床刚度,进行结构优化,运用有限元分析技术对机床进行静态分析、模态分析,运用CAM对零件加工轨迹模拟仿真,运用机床模拟软件对机床进行加工模拟仿真,运用动态仿真对机构部件进行运动学及动力学分析——可以说是从应用“反推”到机床设计,处处凝聚了崭新机床设计理念的产品,其先进的设计方法可与欧洲几大机床巨头相媲美。
    众所周知,在机械加工中,螺旋桨加工是最复杂的机械加工,本台机床主要应用于加工大型螺旋桨的铣、车、钻等工序,可用于大型无重叠区域螺旋桨、大型多叶有重叠区域螺旋桨的桨叶面、叶背、叶边和叶根加工,并可用于锥孔及轮毂端面加工,不仅满足现在船舶行业对超重、超大、高精设备需求,还可满足其它能源、船舶、航空、航天等大型异构件加工的发展需要。
    在设计上首次采用七轴六联动方式,实现最复杂空间曲面加工。采用七轴六联动方式扩大了一次性加工面积,提高了加工精度,效率比以前五轴方式加工提高一倍。七轴六联动、螺旋桨加工都是机床制造中难度最大、最复杂的技术。中国制造却能与欧美企业竞争,并且多项精度与欧美比更有竞争力。本台机床工作台精度0.006mm,C轴定位精度0.001度(千分之一度),如此规格机床在国际上首次达到。
    该项目首次采用了车铣复合加工方式,叶片的铣削加工,轴端,轴孔的车削加工,可在一次装夹中完成。避免了二次装夹带来的误差,大大提高了加工精度,加工效率大幅提升。机床自重600吨,如此庞然大物却能实现高精度、高灵敏度,横梁移动部件自重200吨,却实现进给12米每分钟的速度,这些都需要由先进的技术保障。
    王志翔介绍,在这台机床上横梁导轨副首次采用先进独创导轨形式,不但需要灵敏度高,而且响应速度快,才能实现螺旋桨空间曲线加工。这台机床横梁是进给轴,是区别于欧美机床的一大亮点。机床刀架自重60吨,却能实现以摆动轴方式工作,而目前国际上欧美机床刀架仅以水平、垂直的直线轴方式工作,便于平衡重量。本机床刀架在水平、垂直的直线轴基础上,又增了回转轴,刀架摆动时重心重力是变量,制造难度极大,但此技术的攻克对刀具方向帮助很大,极大地提高了效率。这是区别与欧美设备的又一亮点。
    有关人士称,该项目的成功研制将解决我国大型、复杂、高精度螺旋桨加工的技术难题。同时将对我国大型船舶制造水平产生巨大影响,成为中国船舶制造工业的重要保障。

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