青海一机数控机床有限责任公司
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青海一机承担国家科技重大专项

2009年度第一批课题

课题1  高速立、卧式加工中心

1、研究目标

进行系列产品开发,应部分采用国产功能部件,基本掌握高速立、卧式加工中心机床相关核心技术、批量制造技术,并得到应用验证;可靠性和精度稳定性达到国际同类产品的先进水平。

2、考核指标

(1)工作台宽度320-500mm:主轴最高转数≥20000r/min;快移速度≥60m/min; 定位精度≤0.008mm,重复定位精度≤0.004mm。

(2)工作台宽度630-1000mm:主轴最高转数>15000r/min,快移速度>48m/min;定位精度≤0.010mm,重复定位精度≤0.005mm。

形成2-3项专利技术或专有技术,提出相关技术规范与标准;典型试件的加工精度符合国家相关标准要求;完成5-10台生产应用,其中2-3台采用国产数控系统和部分国产功能部件;机床MTBF达到900小时。

3、研究内容

整机结构动静刚度及优化设计技术,高速主轴结构优化设计技术,高速主轴单元的润滑和轴承结构,高速切削热变形研究及其补偿技术,高速切削机理的研究,高速回转台设计制造技术,高速防护装置的结构设计,直驱技术及控制技术,开展可靠性技术等共性技术研究。

2010年度课题


课题2、立式铣车(车铣)复合加工中心


1、研究目标:

开发应用直驱技术的中大型规格的系列化直驱精密立式铣车(车铣)复合加工中心;掌握设计、制造、综合性能检测等关键技术;主要技术参数、可靠性与精度稳定性达到当前国际先进水平,并形成批量生产能力。

2、考核指标:

完成φ1250-1600mm等规格机床的开发。铣削主轴最高转速≥12000r/min; X/Y/Z轴定位精度≤0.006mm/1000mm,重复定位精度≤0.003mm;转台/摆角铣头定位精度≤5″;联动轴数≥5。提出提高可靠性和精度保持性的具体方法,建立基本的可靠性试验手段,消除产品早期故障;机床MTBF达到900小时。形成2~3项专利技术或专有技术,提出相关技术规范与标准;典型试件的加工精度符合国家标准要求。部分采用国产数控系统和关键功能部件,完成1-2台机床在实际生产应用。

3、研究内容:

系列产品设计与制造技术;机床动态特性研究;直驱摆头动力刀架研制;热变形及补偿技术;双驱技术研究;加工工艺技术的研究;数控转台设计制造技术及动平衡在线检测技术。

2010年度课题

课题33 精密卧式加工中心

1.研究目标

针对汽车行业、航空航天行业、模具行业等对精密箱体、壳体类零件高速、精密加工的需求,完成工作台面尺寸630mm、800、1000规格系列产品设计与研发;掌握精密卧式加工中心相关核心技术、批量制造技术;机床主要参数、可靠性与精度等指标均达到当前国内领先,国际先进的水平,并实现市场应用。

2.考核指标

(1)630规格精密卧加产品考核指标:主轴最高转速≥12000r/min;快移速度≥48m/min;工作台尺寸630X630mm;定位精度≤0.003mm,重复定位精度≤0.001mm;B轴定位精度/托盘交重复定位精度  4 ″/2″;机床可靠性指标:MTBF1500小时。

(2)800规格精密卧加产品考核指标:主轴最高转速≥8000r/min,快移速度≥36m/min;工作台尺寸800X800mm;定位精度≤0.003mm,重复定位精度≤0.001mm;B轴定位精度/重复定位精度  4″ /2″,机床可靠性指标:MTBF1500小时。

(3)1000规格精密卧加产品考核指标:主轴最高转速≥8000r/min;快移速度≥36m/min;工作台尺寸1000X1000mm;定位精度≤0.004mm,重复定位精度≤0.002mm;B轴定位精度/重复定位精度  4 ″/2″,机床可靠性指标:MTBF1500小时。

(4)要求全部配套国产数控系统、关键功能部件(丝杠、导轨、转台、刀库、主轴五类部件中至少选配三种,不包括自制及集团内部单位配套部件)和刀具。

(5)每一台(套)机床、数控系统、功能部件交付用户使用前,应分别在机床(系统、部件)制造企业处分别进行2000小时以上、10000小时以上、10000小时(刀库100万次)以上的模拟实际工况运行试验,并编写试验报告。

(6)课题牵头单位应对投入实际使用的每一台(套)机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录,并形成故障统计和分析报告。

(7)满足用户使用要求,所有设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。

(8)形成5项以上技术标准(企业标准、行业标准、国家标准)、5项以上发明专利。

(9)课题牵头单位建立起不少于15人的专职研发团队和技术合作组织,新增具有高、中级职称的技术人员和技术工人20人以上。

3.研究内容

(1)系列产品设计技术研究

利用专项前期的技术成果,研究产品的整机及功能部件几何精度、动态特性与热平衡协同设计方法,基于数字化设计及仿真技术,建立关键功能部件和整机的数字化模型,构建卧式加工中心虚拟样机,进行运动学分析和仿真。

(2)低应力制造与装配质量监控技术研究

研究大件低应力制造与变形控制技术,整机结合面压力精准检测与控制技术,开发制造与装配质量监控系统;大件低应力制造与装配工艺研究,进行支撑点分布优化、装夹预紧力分析及装配工艺规划分析;研制卧式加工中心专用高刚度工装卡具,形成系列化工装卡具。

(3)核心部件动静热特性监控技术研究

研究高速电主轴动静热态特性建模、测试与验证,分析、优化电主轴装配工艺;研究高速进给系统动静热态特性建模与测试技术与验证,分析、优化高速进给系统装配工艺;开发高速电主轴与高速进给系统装配质量监控系统;针对机床状态、刀具状态、加工过程和加工工件质量进行机床智能监控技术研究,对卧式加工中心整机及核心部件进行多种工况下的恒速、润滑、振动、热特性等测试,通过试验来分析各监测系统所获取的位置、瞬时速度、瞬时加速度与振动频率等信息,建立其与机床运行状态的关联关系,实现对的机床智能监测。

(4)工艺数据库管理系统开发

研究装配工艺知识数字化描述与海量数据处理技术,开发基于卧式加工中心产品结构的制造与装配工艺数据库、知识库与工艺规范管理系统。构建理论分析模型库、实验数据库、知识库管理系统的总体结构,建立箱卧式加工中心及其关键功能部件静、动、热特性知识库、数据库与模型库,开发知识库、数据库与模型库管理系统。

(5)研究机床热补偿技术

根据机床的检测结果,研究机床各个发热部件的发热对机床性能的影响度。研究热补偿技术及其对实际精度的影响程度。

基础能力
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技术中心
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人员结构
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研究开发平台
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关键技术试验
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三维产品设计
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产品三维设计
产品三维设计
整机综合刚度计算机分析
计算机分析
动态性能分析与试验
动态性能分析与试验
力热耦合分析
力热耦合
动态精度与振动测试
动态精度与振动测试
高速电主轴温度测试
高速电主轴温度测试
研发投入
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