非回转曲面复合加工中心的研发与应用
发布时间：2022-03-15
信息来源：北京市科技成果信息系统
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发布时间：2022-03-15
信息来源：北京市科技成果信息系统
- 车削;考核范围;加工中心;直线电机;回转曲面
基本信息
所属科技项目名称：非回转曲面复合加工中心的研发与应用
项目主管部门：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
科技成果信息
科技成果名称：非回转曲面复合加工中心的研发与应用
关键词：非回转曲面,车铣复合,加工中心,有限元分析,数控系统,CAM,车削路径
科技成果类型：原始创新
科技成果所处阶段：工业化生产
科技成果应用领域：制造业
科技成果简介：本课题由北京精雕科技集团有限公司独立研发，成功开发了一款非回转曲面复合加工中心，可实现非回转曲面高速车削的铣削加工和曲面车削的复合加工，一次装夹可实现铣加工和车削加工的复合加工，铣削加工可实现开粗、铣槽、钻孔和攻丝等功能，车削加工可实现非回转曲面车削、平面车削、回转曲面车削。 1、技术原理 课题通过开展非回转曲面车削轴运动方式的研究和分析，确定旋转轴和直线轴的联动关系，分析各个轴之间的加速度、运行精度的要求，以及工件曲面与车刀之间的位置关系，完成了车削轴的高加速度、高响应性、高位置精度技术研究，并取得了良好效果。 课题完成了非回转曲面复合加工中心整体结构的设计，通过选择合理的机床主体结构，采用单立柱、十字滑台形态，并通过优化结构，立柱采用精雕专利的倒“L”型的结构，提高机床的刚性和固有频率。完成了高加速车削轴的结构研究，实现直线轴的高加速性能、优化车削轴结构，实现高加速度性能和减少振动。 课题完成了直线电机和五轴直驱转台的设计和开发，完成了直线电机安装结构的设计，完成了防护设计及装配工艺的研究，并对直线电机的冷却系统进行了深入研究，合理设计冷却管路的连接方式，各轴应当进行并联连接，以使各轴获得相同的冷却效果。完成了对直线电机控制技术的研究，结合精雕数控系统，研究直线电机的控制技术，实现直线电机 高速度、高精度、高响应性控制。 2、关键技术指标 X/Y/Z/W 线性坐标轴定位精度（mm）：0.0012/0.0012/0.0022/0.0012 （任务书考核范围：≤0.002/0.002/0.005/0.002） X/Y/Z/W线性坐标轴重复定位精度(mm)：0.0012/0.0009/0.0021/0.0012 （任务书考核范围：≤0.0018/0.0018/0.0045/0.0018） A/C 回转坐标轴定位精度：3.7″/3.5″ （任务书考核范围：≤8″/8″） A/C 回转坐标轴重复定位精度：2.4″/2.5″ （任务书考核范围：≤5″/5″） X/Y/Z/W 线性坐标轴直线度（mm）：0.003/0.003/0.006/0.002 （任务书考核范围：≤0.01/0.01/0.01/0.01） 典型零件的表面粗糙度：0.261μm （任务书考核范围：Ra≤0.4μm） 主轴最高转速：24000r/min （任务书考核范围：24000r/min） 转台最高转速：2000r/min （任务书考核范围：2000r/min） Y/W 直线轴最大加速度：10.9m/s²/63.07m/s² （任务书考核范围：10m/s²/60m/s²） C 轴高速转台角加速度：100000°/s2 （任务书考核范围：100000°/s2） 3、应用前景 本课题产品推出的非回转曲面复合加工中心，实现了铣削加工和曲面车削加工一体的数控加工中心的技术开发，可实现一次装夹就可完成铣加工和车削加工，铣削加工可实现开粗、铣槽、钻孔和攻丝等功能，车削加工实现非回转曲面车削等行业难题。可解决 3C 行业非回转曲面加工的技术难题和短板，可实现精密模具及复杂五金件加工，采用全闭环结构设计，保证实现较高的几何精度和运动精度，实现了模具加工领域加工精度的提升，满足不同尺寸零件的加工需求，可应用在比如鼠标模具、耳机模具、笔记本后壳等非回转曲面的加工应用场景，均可稳定实现5-20μ的加工精度。自产品推出市场以来，便形成了良好的销售局面，客户涉及3C电子、精密模具等行业，并且随着客户使用度的良好反馈，会进一步提升产品的市场美誉度，具有很好的市场前景。
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