昆明機(jī)床：KHAXLE630×2臥式雙面車(chē)橋加工中心
2023-6-7 來(lái)源：機(jī)床協(xié)會(huì) 作者：-
2023年3月28日，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)公布了“關(guān)于2022年度中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)先進(jìn)會(huì)員（十佳）的表彰決定”，對(duì)10家“自主創(chuàng)新十佳”和10家“產(chǎn)品質(zhì)量十佳”企業(yè)進(jìn)行了表彰，并于CIMT2023展會(huì)開(kāi)幕首日給獲獎(jiǎng)企業(yè)頒發(fā)了獎(jiǎng)牌。為了更好地宣傳這些先進(jìn)會(huì)員企業(yè)，協(xié)會(huì)傳媒部針對(duì)十佳企業(yè)及其產(chǎn)品組織了系列專(zhuān)題報(bào)道，以協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經(jīng)與相關(guān)企業(yè)確認(rèn)后，在協(xié)會(huì)主辦的全媒體平臺(tái)陸續(xù)公開(kāi)發(fā)布（排名不分先后），供業(yè)界同仁參考，以期共同進(jìn)步。
協(xié)會(huì)傳媒部
1. 產(chǎn)品亮點(diǎn)
通用技術(shù)集團(tuán)昆明機(jī)床股份有限公司KHAXLE630×2臥式雙面車(chē)橋加工中心，采用先進(jìn)的機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)等技術(shù)設(shè)計(jì)制造而成，具有自動(dòng)化程度高、性能優(yōu)良、精度及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。
將車(chē)橋橋殼固定在液壓夾具上（一次裝夾），通過(guò)兩端主機(jī)平旋盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)完成橋殼軸頭的內(nèi)孔、外圓、肩面、法蘭、螺紋、圓弧形錐度面等部位的粗、精加工。機(jī)床加工精度與生產(chǎn)效率高，性價(jià)比高，是車(chē)橋橋殼加工的優(yōu)選設(shè)備。機(jī)床配置自動(dòng)換刀系統(tǒng)、工件檢測(cè)系統(tǒng)、除霧裝置、自動(dòng)開(kāi)合操作門(mén)、整機(jī)防護(hù)等，較高的自動(dòng)化程度滿足后期組線要求。
2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
兩臺(tái)臥式加工中心對(duì)置布局，門(mén)式正掛主軸箱，中間為固定工作臺(tái)，液壓夾具安裝在固定工作臺(tái)上，十字滑臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，立柱沿十字滑臺(tái)導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌上下移動(dòng)，刀座滑塊在平旋盤(pán)上徑向移動(dòng)，機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為平旋盤(pán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（SP1、SP2軸），八個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別是：立柱橫向移動(dòng)（X1、X2坐標(biāo)軸）、主軸箱垂直移動(dòng)（Y1、Y2坐標(biāo)軸）、十字滑臺(tái)縱向移動(dòng)（Z1、Z2坐標(biāo)軸）、平旋盤(pán)滑塊移動(dòng)（U1、U2坐標(biāo)軸）。
（1）平旋盤(pán)主軸箱
主軸箱體為緊湊箱型鑄件，采用FEA有限元分析和優(yōu)化得到最優(yōu)強(qiáng)度和最輕重量。SP1、SP2主軸采用高精度高速平旋盤(pán)，配置恒溫油冷卻系統(tǒng)，確保工作時(shí)溫升低，熱變形小，加工精度高。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)二擋變速齒輪箱，帶動(dòng)SP1、SP2軸實(shí)現(xiàn)10-630r/min轉(zhuǎn)速范圍。
（2）直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)
采用伺服電機(jī)與滾珠絲杠副直聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)間隙小，精度高，Y軸采用液壓油缸平衡主軸箱重量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，Y軸伺服電機(jī)帶抱閘制動(dòng)功能，防止意外斷電時(shí)主軸箱下墜。
（3）在機(jī)工件檢測(cè)系統(tǒng)
兩臺(tái)主機(jī)均設(shè)有雙測(cè)頭，雙測(cè)頭采用“倒U形”布局，由氣缸驅(qū)動(dòng)伸出或縮回，通過(guò)機(jī)床直線軸移動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件（車(chē)橋橋殼）的在機(jī)檢測(cè)，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化工序，提高生產(chǎn)效率。
（4）液壓夾具
液壓夾具安裝于固定工作臺(tái)上，配置液壓、氣動(dòng)等動(dòng)力實(shí)現(xiàn)工件夾緊、松開(kāi)及工況檢測(cè)。通過(guò)調(diào)整液壓夾具相關(guān)部件可快速滿足十多種規(guī)格橋殼零件的定位和夾緊。
（5）機(jī)床安全防護(hù)裝置
全封閉式整機(jī)防護(hù)罩以及各導(dǎo)軌、測(cè)頭，防護(hù)完備、安全可靠，滿足機(jī)床強(qiáng)力切削、大流量切削液、沖屑功能要求，配置除霧裝置、自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)等，確保機(jī)床安全、高效、長(zhǎng)期運(yùn)行。
3. 技術(shù)亮點(diǎn)
（1）創(chuàng)新設(shè)計(jì)
兩臺(tái)臥式加工中心對(duì)置布局，中間為固定工作臺(tái)，液壓夾具安裝在固定工作臺(tái)上，兩臺(tái)主機(jī)與工作臺(tái)共用整體床身，主運(yùn)動(dòng)為平旋盤(pán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為X1、Y1、Z1、U1、X2、Y2、Z2、U2八個(gè)軸。
橋殼一次裝夾，高精度平旋盤(pán)高速車(chē)削完成法蘭、螺紋、軸承位的粗精加工，軸頭的尺寸精度、形位精度與粗糙度較好達(dá)到“以車(chē)代磨”的要求，螺紋、法蘭對(duì)軸承位的同軸度提高一倍。可調(diào)整的液壓夾具、可徑向移動(dòng)的平旋盤(pán)滑塊（U1、U2軸），適應(yīng)十多種規(guī)格橋殼的加工。
整機(jī)加工效率提高了40-50%，換產(chǎn)時(shí)間從原3小時(shí)縮短至50分鐘，單班操作人員由3人減至1人，占地面積僅為原3臺(tái)機(jī)床的50%，較高的自動(dòng)化程度滿足后期組線要求。
（2）平旋盤(pán)主軸箱創(chuàng)新設(shè)計(jì)
由主軸電機(jī)、二檔變速齒輪箱、主軸箱箱體、平旋盤(pán)部件等組成，平旋盤(pán)直徑500mm，轉(zhuǎn)速范圍10-630r/min，額定扭矩470Nm；配置刀具外冷、內(nèi)冷、恒溫油冷卻等功能，減小加工過(guò)程中的切削熱量，保證零件加工精度、刀具使用壽命等。
（3）在機(jī)工件檢測(cè)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
兩臺(tái)主機(jī)均設(shè)有雙測(cè)頭，雙測(cè)頭采用“倒U形”布局，移動(dòng)距離短，檢測(cè)速度快。兩端檢測(cè)系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)軸頭直徑尺寸，將檢測(cè)結(jié)果與圖紙比較，調(diào)整后續(xù)程序，確保加工質(zhì)量。工件測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，由氣缸將測(cè)頭推出，待機(jī)時(shí)縮回，測(cè)頭防護(hù)裝置關(guān)好，避免受到切削液與鐵屑污染。
（4）整機(jī)裝配工藝創(chuàng)新設(shè)計(jì)
采用共用基準(zhǔn)校正方法以及精密刮研技術(shù)，確保兩臺(tái)主機(jī)的床身三線軌大扭曲和平行的方向一致，保證對(duì)置主機(jī)移動(dòng)的相互平行及精度。通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用絲杠定位工裝，減少配合間隙的影響，提高絲杠軸承座安裝精度。
采用自下而上的裝配精度控制方法，確保總裝精度的一次性合格。采用專(zhuān)用位置量具對(duì)液壓夾具調(diào)整后的位置進(jìn)行測(cè)量，確保夾具各夾持位置準(zhǔn)確可靠。
（5）技術(shù)水平
針對(duì)車(chē)橋橋殼軸頭高效加工的專(zhuān)用設(shè)備，暫無(wú)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型機(jī)床可以對(duì)比，經(jīng)“廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所”國(guó)內(nèi)查新，未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)創(chuàng)新成果，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
該設(shè)備自動(dòng)化、柔性化程度較高，可靠性好，能滿足用戶當(dāng)前加工需求，并具有擴(kuò)展空間，可滿足后期的組線需求。
4. 圍繞該產(chǎn)品所開(kāi)展的技術(shù)創(chuàng)新工作
針對(duì)車(chē)橋橋殼加工工藝、產(chǎn)能需求進(jìn)行分析及優(yōu)化，選取最優(yōu)的工藝方案，研發(fā)一款能裝夾多規(guī)格橋殼零件，實(shí)現(xiàn)以車(chē)代磨加工橋殼軸頭的設(shè)備，為用戶提供整體解決方案。
（1）創(chuàng)新研發(fā)臥式雙面加工中心加工橋殼軸頭
采用雙面對(duì)置式臥式加工中心，配置高速高精度平旋盤(pán)，使非對(duì)稱(chēng)長(zhǎng)回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)變?yōu)榈毒咝D(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)“以車(chē)代磨”，一次裝夾兩端同時(shí)加工完成所有工序，取代以前采用3臺(tái)機(jī)床“鏜內(nèi)孔→車(chē)軸頭及法蘭→磨軸頭軸承位”的加工工藝。大大提高生產(chǎn)效率及加工精度，同時(shí)減少人員、占地和能耗。自動(dòng)開(kāi)關(guān)操作門(mén)、工件在機(jī)檢測(cè)、可調(diào)整的液壓夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)用，提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度。
（2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)高速平旋盤(pán)以車(chē)代磨加工橋殼軸頭
平旋盤(pán)刀座沿滑塊導(dǎo)軌徑向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同尺寸軸頭的加工，主電機(jī)通過(guò)二檔減速箱驅(qū)動(dòng)平旋盤(pán)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)其上的刀座和刀具高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)“以車(chē)代磨”的目的。平旋盤(pán)隨著滑臺(tái)、立柱以及主軸箱的直線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)到不同位置實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格橋殼各個(gè)位置的加工。
（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)液壓夾具實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格橋殼的裝夾
液壓夾具由夾具底板、琵琶孔定位裝置、法蘭壓緊裝置（含圓管抱緊裝置）、輔助夾緊裝置、測(cè)頭檢具、位置校正檢具、供油分配器七大組件構(gòu)成，通過(guò)調(diào)節(jié)各夾持機(jī)構(gòu)位于底板上的相應(yīng)位置，可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格橋殼的定位與夾緊（目前可實(shí)現(xiàn)十多種規(guī)格的工件），使用夾具專(zhuān)用位置檢測(cè)量具進(jìn)行位置確認(rèn)以保證夾具各夾持位置的準(zhǔn)確可靠。該夾具利于不同規(guī)格產(chǎn)品換產(chǎn)，以及尺寸在工作范圍內(nèi)的新產(chǎn)品試制。
（4）創(chuàng)新設(shè)計(jì)工件在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)
兩臺(tái)主機(jī)均設(shè)有雙測(cè)頭，雙測(cè)頭采用“倒U形”布局。在檢測(cè)橋殼軸頭直徑尺寸時(shí)，氣缸推出測(cè)頭后直線軸移動(dòng)將雙測(cè)頭移動(dòng)到需檢測(cè)軸徑兩側(cè)，通過(guò)左右移動(dòng)取值對(duì)直徑進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，雙測(cè)頭的使用減少在測(cè)量過(guò)程中測(cè)頭的移動(dòng)距離，提高檢測(cè)效率。檢測(cè)數(shù)據(jù)與圖紙尺寸比對(duì)確認(rèn)零件加工是否合格、刀具是否磨損以及加工程序是否需要修改，從而大大縮短零件加工后的精度檢測(cè)時(shí)間。
5. 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)化前景
橋殼通常采用3臺(tái)機(jī)床加工，工藝為“鏜內(nèi)孔→車(chē)軸頭及法蘭→磨軸頭軸承位”，法蘭、螺紋與軸承位在兩臺(tái)機(jī)床上加工，法蘭與螺紋相對(duì)軸承位的同軸度、垂直度不易控制。車(chē)橋規(guī)格種類(lèi)眾多、市場(chǎng)需求變化快，需經(jīng)常換產(chǎn)，原工藝換產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，小批量生產(chǎn)時(shí)換產(chǎn)時(shí)間超過(guò)加工時(shí)間，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響交貨周期。在新產(chǎn)品小批量試制時(shí)，原設(shè)備難以適應(yīng)。
響應(yīng)新型工業(yè)“專(zhuān)精特新”的發(fā)展要求及市場(chǎng)需求，公司研發(fā)的KHAXLE630×2臥式雙面車(chē)橋加工中心，可用于十多種重卡車(chē)橋橋殼的加工，提高生產(chǎn)效率，縮短換產(chǎn)時(shí)間。
用戶使用后反饋：該機(jī)床一次裝夾、以車(chē)代磨完成軸頭全部位置加工，與原三道工序加工方法相比，加工效率提升40-50%，法蘭、螺紋與軸承位同軸度提高一倍，換產(chǎn)時(shí)間大幅縮短，工件在線檢測(cè)裝置還解決了零件精度檢測(cè)問(wèn)題，進(jìn)一步提高了效率。
KHAXLE630×2臥式雙面車(chē)橋加工中心以創(chuàng)新的理念及領(lǐng)先的技術(shù)得到了客戶的高度關(guān)注，市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
（素材來(lái)源：協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部及相關(guān)企業(yè) 摘編整理：梅峰）
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