RG 300x150/260 L-NC重型數控軋輥磨床是國家科技重大專項2009Zx04002-072 課題樣機產品。該產品主要是為了滿足冶金行業寬厚板重型軋機大型軋輥及超大型回轉類零件表面磨削機床國產化的需求, 適用于我國航天、航空、核電、船舶、軍工、冶金及一些高科技、高尖端領域所需的高精度零件的磨削加工。
該機床布局合理, 功能齊全, 具有高效率、高精度、運行穩定可靠、操作
該機床最大磨削直徑3000mm , 最大加工工件長度15000mm , 最大工件重量260t 。
產品的大部分參數, 突破了我國現有軋輥磨床的制造能力( 規格、承載、精度等) , 同類產品中屬國內首創。本產品的研制成功填補了國家在超重型軋輥精加工裝備上的空白, 對于改變我國重型機床只占領低端市場的局面、提升國產機床的技術附加值, 具有戰略意義, 經濟和社會效益顯著。
一、研發中的技術創新工作
齊重數控在項目實施工作中, 圍繞著項目目標, 通過總結我公司多年制造數控重型高精度機床的經驗, 汲取國內、外先進的制造技術, 以理論計算為基礎, 采用最先進的三維造型- 有限元分析為輔助設計手段, 采取聯合攻關的方式開展研究工作, 突出科技攻關、技術創新及應用實踐能力, 結合生產實際, 聯合進行課題研究。形成以在校的年輕研究院教師、研究生為主體的工程設計轉化層, 和高級研究人員所組成的技術研發層,兩個層次的創新體系, 通過創新體系的有機結合,開發了具有自主知識產權的超重型精密數控軋輥磨床, 解決了超重型精密數控軋輥磨床一直依賴進口的問題, 掌握了超重型精密數控軋輥磨床關鍵技術問題, 打破了發達國家的壟斷局面, 為國家的重點行業的發展提供了裝備保障。
通過技術創新, 研究并掌握其設計和制造關鍵技術, 性能達到同期國外同類產品的水平, 包括: 具有重型啟動輔助電機的頭架技術、帶砂輪修整器的尾架技術、具有靜壓/ 動壓復合導軌的大刀架技術、具有精細進給機構的磨頭技術、具有托瓦穩定裝置的輥頸托架技術、砂輪自動動平衡裝置技術、特殊軋輥形狀磨削工具技術、砂輪連續進給、砂輪自動靠輥、自適應輥型控制、自動砂輪重置等控制技術、軋輥在線檢測技術以及整機關鍵環節的在線監測和狀態預警等技術等, 在此基礎上提出提高本類機床的可靠性和精度穩定性的具體方法, 開展相關技術規范或技術標準研究,形成若干專利技術或專有技術。
該項目的成功實施, 提升了公司的大型設備研究水平, 形成相關技術規范和標準, 獲得發明專利2 項, 實用新型專利7 項和企業專有技術, 形成完好的知識產權系列, 提升冶金行業寬厚板重型軋機大型軋輥及超大型回轉類零件表面磨削加工設備能力。各項指標均達到國際同類產品先進水平。
二、產品主要技術亮點
本機床 長27m、寬 8.25m, 高4.3m、重達3 5 0 t, 其主要部件回轉精度為0.004mm其設計與制造難度很大。我們通過項目技術研究, 解決各類技術難題, 其主要技術亮點如下:
技術亮點1
亞微米級數控中高進給機構的研制, 在靜壓偏心套微量進給結構的基礎上, 結合更精密的傳動元件、反饋元件及可靠的安全保護裝置, 實現0.02x微米 的進給精度和斷電的自動回退功能。
軋輥中凸或中凹的曲率半徑往往達到幾百米最高檔的數控系統也難以達到這種分辨能力,無法實現加工, 亞微米級數控中高給進機制的研制一舉攻克了這個難題。
此項獲實腦型專利( 專利號:ZJ201120602465.9)
技術亮點2
具有2 6 0 t 頂卡能力的重載頭架, 特殊的輔助啟動裝置幫助帶傳動實現125KN 超大輸出扭矩,回轉精度在0.004mm 以內。
軋輥磨床要求頭架具有傳動平穩可靠, 內部傳動振動小, 且在啟動大噸位工件時扭矩足夠大,實現頂卡2 6 0 t 工件, 且確保主軸剛性和回轉精度達到0.004 mm
, 常規的齒輪傳動無法滿足上述要求, 因此采用同齒形帶傳動, 同時安裝有輔助啟動裝置可承載2 6 0 t 工件, 并且在此承載條件下,保證頭架主軸具有很高的回轉精度。
技術亮點3
具有2 6 0 t 頂卡能力的重載尾架, 同時滿足徑向尺寸小且具有小于0 . 0 0 4 mm 的回轉精度, 溫度穩定性高等結構特點。
為保證2 6 0 t 承載的主軸結構的同時, 徑向尺寸不會影響小直徑工件的磨削, 采用前支承點靠近尾架箱體前端面, 無懸伸受力, 同時芯軸采用了特殊的無套筒結構設計, 既加大了軸承的規格又避免了有套筒帶來的傳動誤差, 從而保證了尾架徑向尺寸小的同時具有足夠的剛性, 保證主軸回轉精度在0.004mm內。
技術亮點4
精密的在線測量裝置, 研制新型測量儀結構,可實現0.5微米的測量精度。
軋輥測量裝置具有兩個測量臂, 測量方式為卡規式, 測量臂下端安裝有兩個傳感器測頭, 可測量工件的輪廓、直徑、圓度和圓柱度等, 測量精度0 .5微米。為裝夾和上下工件方便, 兩測量臂可以通過氣動方式實現9 0°旋轉功能, 可實現在線測量環節的數據獲取、參數轉換、圖形繪制和具有優化數控代碼編程特性的軟件開發。
技術亮點5
專用的數控軋輥磨削軟件系統, 能實現加工過程中在線測量數據的自動處理、自動轉換、圖形繪制。具有自動優化編程功能, 可實現自動校輥、自動檢測、自動磨削循環功能。
首次自主開發了數控軋輥磨床專用的磨削軟件系統, 能實現加工過程中在線測量數據的自動處理、自動轉換、圖形繪制。輥形加工軟件的開發為國內首臺重型軋棍磨床的配套加工軟件。該軟件為產品提供相應的加工平臺, 通過加工軟件集成優化加工流程, 無需操作者手動編程, 只需要 輸人加工工藝參數, 定義輥形就可實現高精度、高效率的軋輥磨削加工。
三、產品現達到的技術水平
目前, 國內還未有生產此纖和精度的機床,國外生產軋輥磨床的企業主要是德國的赫克里斯和濟根公司。我公司軋輥棘驗術參數如下:
從技術指標上看, 該超重型數控軋輥磨床的部分技術指標已達到國際同類技術領先水平, 且本項目產品的價格僅為國外問類產品的40% 。該超重型數控軋輥磨床的研制成功, 適應了國家重大裝備制造業振興發展領域的需要,一是為冶金鋼鐵行業寬厚板軋機配套的磨削支撐輥, 最終滿足我國大型造船建材的5 m 以上寬厚板軋制;二是適應了大型船舶驅動的相關主軸加工及大型核能發電機組回轉主軸的精密磨削。
四、應用及效果
本產品最大磨削直徑3000mm, 最大加工長度15000mm, 最大工件重量2 6 0 t。主要用于加工軋機上的工作輥、中間輥以及造紙機、烘缸、橡膠、塑料、印染業中各種壓輥的粗精磨削加工。砂輪具有自動平衡、連續進給、自動靠輥、自適應輥型等功能, 可完成圓弧、倒角、端面、圓柱面、圓錐面、中凸、中凹、正弦曲線以及C VC 復雜曲線的細加工’ 具有加工精度高、效率高、自動化程度高、操作安全性能高等特點。
本產品用于冶金鋼鐵# 行業寬厚板軋機配套細, 主要用于賴冶金工業中軋機上的工作輥破撐輥、造紙工業中紙機上的M、橡膠工業中各種壓輥、印染工業中的各種金屬和非金屬壓輥等。對促進我國冶金、造船、飛機等行業的發展都具有重大戰略意義。
本產品現已在某公司投人使用兩年,機床運行穩定可靠、精度高、易于操作、安全可靠, 為用戶生產加工. 了多種種壓輥類零件,加工的零件成品完全合格,部分精度都遠超用戶圖紙尺寸的要求,滿足了用戶的需求。
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