大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司

大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司始建于1948年，是共和國建國初期全國機(jī)床行業(yè)十八羅漢之一。從20世紀(jì)90年代末至已經(jīng)過去的“十一五”期間，集團(tuán)公司走出了一條具有自身特點(diǎn)的集成創(chuàng)新之路，企業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、制造能力取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了跨越式增長(zhǎng)，成為全國大型的組合機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)及自動(dòng)化成套技術(shù)與裝備的研發(fā)制造基地和中國機(jī)床行業(yè)的排頭兵企業(yè)。

隨著國家數(shù)控機(jī)床重大專項(xiàng)課題的實(shí)施，集團(tuán)公司充分發(fā)揮企業(yè)自身技術(shù)制造優(yōu)勢(shì)，研發(fā)了一批汽車關(guān)鍵零部件柔性生產(chǎn)線及關(guān)鍵加工設(shè)備，同時(shí)開展了關(guān)鍵技術(shù)的研究。

一、缸體缸蓋加工專用機(jī)床

1.基于在機(jī)位置檢測(cè)的缸體孔系高精、高效加工技術(shù)

缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，而缸孔就是與心臟相連的動(dòng)脈。缸孔的尺寸精度和幾何精度，直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，因此，鏜頭是本機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，并它包含了具有主軸浮動(dòng)的精密鏜頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，帶刀具補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的鏜桿設(shè)計(jì)及制造技術(shù)，缸孔止口深度車削和控制技術(shù)，在機(jī)測(cè)量技術(shù)，高速鏜削技術(shù)。

2.高精度缸體三軸孔的精鏜保證技術(shù)

缸體三軸孔加工是缸體零件中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的零件。主軸是傳動(dòng)動(dòng)力的，因此，主軸孔要求的精度較高，其精度要求如下：

主軸尺寸精度IT6；表面粗糙度Ra0.8～1.6μm；主軸孔圓柱度0.005～0.008mm；各主軸孔同軸度φ0.02mm；端面銷孔與主軸孔位置度φ0.06mm。

為了達(dá)到這些指標(biāo)的要求，首先攻克了關(guān)鍵難點(diǎn)技術(shù)，即夾具技術(shù)和導(dǎo)向技術(shù)。夾具要有高剛性，抗震性特點(diǎn)，導(dǎo)向套采用進(jìn)口的導(dǎo)向套，并采用中間支撐和前支撐結(jié)構(gòu)，減少鏜桿的彎曲變形，從而保證機(jī)床加工精度的穩(wěn)定性，其次解決缸體讓刀技術(shù)、鏜桿的導(dǎo)向與支撐技術(shù)、長(zhǎng)刀桿的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并試制成功一臺(tái)高精度缸體三軸孔精鏜數(shù)控專用機(jī)床。

3.缸體缸蓋高速五軸柔性單元技術(shù)

柔性單元具有溫度補(bǔ)償功能，在機(jī)體的主要位置裝有溫度傳感元件通過數(shù)控系統(tǒng)分析并補(bǔ)償坐標(biāo)的位置實(shí)現(xiàn)機(jī)床高精度；精加工機(jī)床配備X、Y、Z軸全閉環(huán)控制(光柵尺），提高機(jī)床的加工精度；高速立式、臥式加工中心應(yīng)滿足的主要技術(shù)指標(biāo)：定位精度≤0.010mm；重復(fù)定位精度≤0.005mm；主軸最高轉(zhuǎn)速≥18000r/min； 三軸快速移動(dòng)速度(X/Y/Z）：不低于60/60/60m/min。

配備A/C軸轉(zhuǎn)臺(tái)，通過試制五軸加工單元，開展了以下技術(shù)的研究：

高速加工中心的特點(diǎn)就是主軸旋轉(zhuǎn)的高速和驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)的高速，這就要求運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量在保證足夠剛度的情況下應(yīng)該最輕，這樣才能使運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)高的加速度和快速移動(dòng)速度。目前，高速加工中心的結(jié)構(gòu)有許多種，我們選定的目標(biāo)為“箱中箱”結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用型材、結(jié)構(gòu)件與鋼板焊接成形，滑枕采用雙層壁蜂房式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該三坐標(biāo)單元的三個(gè)移動(dòng)構(gòu)件X、Y、Z滑架均作有限元分析，從而確定最佳的設(shè)計(jì)方案。

二、曲軸加工專用機(jī)床

1.曲軸主軸頸車－車?yán)庸ぜ夹g(shù)

隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的加工技術(shù)不斷進(jìn)步，與曲軸多刀車削、曲軸銑削相比，車－車?yán)庸ぜ夹g(shù)無論在質(zhì)量、生產(chǎn)效率和靈活性方面,還是在設(shè)備投資及生產(chǎn)成本方面都很有競(jìng)爭(zhēng)力：加工精度高、工藝總投資少、生產(chǎn)效率高；為了滿足汽車關(guān)鍵零件制造的高效、高精度的要求，開展了如下技術(shù)的研究：

(1）兩個(gè)車?yán)瓐A盤刀架的車?yán)饕惑w化工藝技術(shù)。雙圓盤刀架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可同時(shí)兩個(gè)刀架的實(shí)現(xiàn)車削或拉削功能，極大地提高了曲軸加工效率和精度。工件曲軸的夾持方式采用兩端夾緊，而不是一端夾緊一端頂緊的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，使工件的變形最小。

(2）自動(dòng)動(dòng)平衡技術(shù)。為了使主軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低噪聲，減小振動(dòng)，對(duì)主軸采用兩次動(dòng)平衡，一次是主軸與轉(zhuǎn)子熱裝后，第二次是所有回轉(zhuǎn)零件裝配好后且?guī)缀尉葯z驗(yàn)完畢后。另外，在主軸前后位置設(shè)計(jì)有平衡環(huán)以備在線動(dòng)平衡用。刀庫放在機(jī)床的左側(cè)面，用單獨(dú)地基，這樣在刀庫和機(jī)械手換刀時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和不平衡不會(huì)傳到主機(jī)上，消除了一部分外加載荷，使機(jī)床精度更穩(wěn)定。

(3）車?yán)饕惑w化加工性能檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)不同種型號(hào)車—車?yán)瓩C(jī)床的不同加工工況，進(jìn)行車?yán)饕惑w化加工性能試驗(yàn)，在機(jī)床帶載工作條件下進(jìn)行機(jī)床動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)。

2.曲軸深油孔數(shù)控加工技術(shù)

(1）研究曲軸深油孔數(shù)控加工機(jī)床整機(jī)結(jié)構(gòu)和主要部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。采用有限元分析計(jì)算和機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，盡量減少移動(dòng)部件重量。采用有限元?jiǎng)恿Ψ治龇椒?，預(yù)測(cè)整機(jī)的固有頻率。并提出解決和提高固有頻率的方法，避免機(jī)床在工作時(shí)產(chǎn)生共振。

(2）研究多主軸自動(dòng)刀具更換設(shè)計(jì)技術(shù)。從提高單機(jī)的生產(chǎn)效率及解決本設(shè)備與其他設(shè)備的加工節(jié)拍匹配需求入手，考慮將本設(shè)備的主軸(刀具主軸）設(shè)計(jì)成多個(gè)并列主軸的形式。因而要研究相應(yīng)的多主軸自動(dòng)刀具更換設(shè)計(jì)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)主軸的獨(dú)立更換刀具。

(3）研究曲軸工件多工位夾持及快速換型技術(shù)。由于欲將本設(shè)備的主軸設(shè)計(jì)成多個(gè)并列主軸的形式，則相應(yīng)的工件裝夾也應(yīng)該是并列多工位的。在保證多工位裝夾的同時(shí)進(jìn)一步研究曲軸零件多品種的快速換型技術(shù)。