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青海一機數控機床有限責任公司

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青海一機承擔國家科技重大專項

2009年度第一批課題

課題1  高速立、臥式加工中心

1、研究目標

進行系列產品開發,應部分采用國產功能部件,基本掌握高速立、臥式加工中心機床相關核心技術、批量制造技術,并得到應用驗證;可靠性和精度穩定性達到國際同類產品的先進水平。

2、考核指標

(1)工作臺寬度320-500mm:主軸最高轉數≥20000r/min;快移速度≥60m/min; 定位精度≤0.008mm,重復定位精度≤0.004mm。

(2)工作臺寬度630-1000mm:主軸最高轉數>15000r/min,快移速度>48m/min;定位精度≤0.010mm,重復定位精度≤0.005mm。

形成2-3項專利技術或專有技術,提出相關技術規范與標準;典型試件的加工精度符合國家相關標準要求;完成5-10臺生產應用,其中2-3臺采用國產數控系統和部分國產功能部件;機床MTBF達到900小時。

3、研究內容

整機結構動靜剛度及優化設計技術,高速主軸結構優化設計技術,高速主軸單元的潤滑和軸承結構,高速切削熱變形研究及其補償技術,高速切削機理的研究,高速回轉臺設計制造技術,高速防護裝置的結構設計,直驅技術及控制技術,開展可靠性技術等共性技術研究。

2010年度課題


課題2、立式銑車(車銑)復合加工中心


1、研究目標:

開發應用直驅技術的中大型規格的系列化直驅精密立式銑車(車銑)復合加工中心;掌握設計、制造、綜合性能檢測等關鍵技術;主要技術參數、可靠性與精度穩定性達到當前國際先進水平,并形成批量生產能力。

2、考核指標:

完成φ1250-1600mm等規格機床的開發。銑削主軸最高轉速≥12000r/min; X/Y/Z軸定位精度≤0.006mm/1000mm,重復定位精度≤0.003mm;轉臺/擺角銑頭定位精度≤5″;聯動軸數≥5。提出提高可靠性和精度保持性的具體方法,建立基本的可靠性試驗手段,消除產品早期故障;機床MTBF達到900小時。形成2~3項專利技術或專有技術,提出相關技術規范與標準;典型試件的加工精度符合國家標準要求。部分采用國產數控系統和關鍵功能部件,完成1-2臺機床在實際生產應用。

3、研究內容:

系列產品設計與制造技術;機床動態特性研究;直驅擺頭動力刀架研制;熱變形及補償技術;雙驅技術研究;加工工藝技術的研究;數控轉臺設計制造技術及動平衡在線檢測技術。

2010年度課題

課題33 精密臥式加工中心

1.研究目標

針對汽車行業、航空航天行業、模具行業等對精密箱體、殼體類零件高速、精密加工的需求,完成工作臺面尺寸630mm、800、1000規格系列產品設計與研發;掌握精密臥式加工中心相關核心技術、批量制造技術;機床主要參數、可靠性與精度等指標均達到當前國內領先,國際先進的水平,并實現市場應用。

2.考核指標

(1)630規格精密臥加產品考核指標:主軸最高轉速≥12000r/min;快移速度≥48m/min;工作臺尺寸630X630mm;定位精度≤0.003mm,重復定位精度≤0.001mm;B軸定位精度/托盤交重復定位精度  4 ″/2″;機床可靠性指標:MTBF1500小時。

(2)800規格精密臥加產品考核指標:主軸最高轉速≥8000r/min,快移速度≥36m/min;工作臺尺寸800X800mm;定位精度≤0.003mm,重復定位精度≤0.001mm;B軸定位精度/重復定位精度  4″ /2″,機床可靠性指標:MTBF1500小時。

(3)1000規格精密臥加產品考核指標:主軸最高轉速≥8000r/min;快移速度≥36m/min;工作臺尺寸1000X1000mm;定位精度≤0.004mm,重復定位精度≤0.002mm;B軸定位精度/重復定位精度  4 ″/2″,機床可靠性指標:MTBF1500小時。

(4)要求全部配套國產數控系統、關鍵功能部件(絲杠、導軌、轉臺、刀庫、主軸五類部件中至少選配三種,不包括自制及集團內部單位配套部件)和刀具。

(5)每一臺(套)機床、數控系統、功能部件交付用戶使用前,應分別在機床(系統、部件)制造企業處分別進行2000小時以上、10000小時以上、10000小時(刀庫100萬次)以上的模擬實際工況運行試驗,并編寫試驗報告。

(6)課題牽頭單位應對投入實際使用的每一臺(套)機床、數控系統、功能部件的運行故障予以記錄,并形成故障統計和分析報告。

(7)滿足用戶使用要求,所有設備在用戶處實際應用一年以上方可申請驗收。

(8)形成5項以上技術標準(企業標準、行業標準、國家標準)、5項以上發明專利。

(9)課題牽頭單位建立起不少于15人的專職研發團隊和技術合作組織,新增具有高、中級職稱的技術人員和技術工人20人以上。

3.研究內容

(1)系列產品設計技術研究

利用專項前期的技術成果,研究產品的整機及功能部件幾何精度、動態特性與熱平衡協同設計方法,基于數字化設計及仿真技術,建立關鍵功能部件和整機的數字化模型,構建臥式加工中心虛擬樣機,進行運動學分析和仿真。

(2)低應力制造與裝配質量監控技術研究

研究大件低應力制造與變形控制技術,整機結合面壓力精準檢測與控制技術,開發制造與裝配質量監控系統;大件低應力制造與裝配工藝研究,進行支撐點分布優化、裝夾預緊力分析及裝配工藝規劃分析;研制臥式加工中心專用高剛度工裝卡具,形成系列化工裝卡具。

(3)核心部件動靜熱特性監控技術研究

研究高速電主軸動靜熱態特性建模、測試與驗證,分析、優化電主軸裝配工藝;研究高速進給系統動靜熱態特性建模與測試技術與驗證,分析、優化高速進給系統裝配工藝;開發高速電主軸與高速進給系統裝配質量監控系統;針對機床狀態、刀具狀態、加工過程和加工工件質量進行機床智能監控技術研究,對臥式加工中心整機及核心部件進行多種工況下的恒速、潤滑、振動、熱特性等測試,通過試驗來分析各監測系統所獲取的位置、瞬時速度、瞬時加速度與振動頻率等信息,建立其與機床運行狀態的關聯關系,實現對的機床智能監測。

(4)工藝數據庫管理系統開發

研究裝配工藝知識數字化描述與海量數據處理技術,開發基于臥式加工中心產品結構的制造與裝配工藝數據庫、知識庫與工藝規范管理系統。構建理論分析模型庫、實驗數據庫、知識庫管理系統的總體結構,建立箱臥式加工中心及其關鍵功能部件靜、動、熱特性知識庫、數據庫與模型庫,開發知識庫、數據庫與模型庫管理系統。

(5)研究機床熱補償技術

根據機床的檢測結果,研究機床各個發熱部件的發熱對機床性能的影響度。研究熱補償技術及其對實際精度的影響程度。

基礎能力
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技術中心
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人員結構
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研究開發平臺
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關鍵技術試驗
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三維產品設計
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產品三維設計
產品三維設計
整機綜合剛度計算機分析
計算機分析
動態性能分析與試驗
動態性能分析與試驗
力熱耦合分析
力熱耦合
動態精度與振動測試
動態精度與振動測試
高速電主軸溫度測試
高速電主軸溫度測試
研發投入
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