[00657129]凸凹面超高速数控复合磨削关键技术及装备

“凸凹面超高速数控复合磨削关键技术及装备”属于机械制造工艺与设备学科，高效精密加工装备领域。该项目基于“在同一机床上通过一次装夹，同时完成汽车凸轮轴凸面、凹面及轴颈外圆复合磨削加工”的设计思想和凸凹面超高速数控复合磨削装备的研发，其主要科研内容包括：1、提出并实现了在同一机床上只需一次装夹就能完成凸轮轴凸面、凹面和轴颈外圆复合磨削的汽车凸轮轴高效精密加工新原理和新方法，解决了具有凸凹复合型面凸轮轴的磨削加工难题，在国内率先研制出凸凹面超高速数控复合磨削装备，打破了发达国家在该技术领域的垄断。2、设计开发了满足凸凹面超高速数控复合磨削的新型机床结构。新机床采用优化的高刚性床身结构，采用了两套相互垂直的伺服驱动机构和支撑机构实现砂轮架左右移动和前后进给，采用双砂轮主轴系统并通过高精度转台实现砂轮换位，采用静压卸荷导轨支撑砂轮架和工作台保证高精度进给，在结构上保证了凸凹复合磨削的功能实现。3、自主开发并采用了超高速磨削电主轴、高精度头架、高精度旋转转台、双层十字进给装置等新型关键功能部件，保障了凸凹复合型面凸轮轴磨削的高精度和高效率。4、开发了凸凹面复合磨削加工的切点跟随磨削源程序及误差分析与误差补偿源程序，实现了具有凸凹复合型面凸轮轴凸凹面的光滑过渡磨削加工，保证了凸轮轴表面粗糙度和型面精度。5、提出了一套凸凹面复合磨削工艺选择、优化和磨削质量预报的理论和技术方法，构建了磨削工艺方案优选/推理/非线性映射模型，实现了凸凹面复合磨削完整加工工艺方案的快速优化；成功开发了具有独立自主知识产权，并与研制的CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床配套使用的凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统软件，建立了磨削工艺智能专家数据库。6、集成结构设计、功能部件、数控算法和磨削工艺，成功研制了CNC8325B高速数控复合磨床，形成了“凸凹面超高速数控复合磨削关键技术及装备”研究成果。采用CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床磨削加工凸凹复合型面凸轮轴，具有精度高、效率高的显著特点。采用CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床磨削加工的凸轮轴，轮廓度达到0.02mm，轴颈圆度误差达到0.0015mm，纵截面直径一致性达到0.01mm，表面粗糙度≤0.2μm，远高于传统传统工艺加工的精度水平，与国际先进水平相当。与传统工艺比较，采用CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床磨削加工凸凹复合型面凸轮轴的生产效率显著提高。采用CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床加工8个凸轮的凸轮轴，单位时间内产量达到15件/小时，为采用传统磨削工艺时的3倍。该项目产品“CNC8325B凸轮轴高速数控复合磨床”实现了“高速化、精密化、智能化、复合集成化和专机化”的设计目标。工艺试验证明：该产品能够实现当前主要类型凸轮轴的高速复合磨削，有效解决了具有凸凹复合型面凸轮轴的磨削难题，填补了中国在凸凹复合型面凸轮轴磨削机床研制生产的空白，总体技术水平与当前国际最先进的Schaudt、Kapp、Landis等公司的产品相当。该项目获得授权和申请专利9项，获得软件著作权2项，论文17篇，其中被EI，SCI收录6篇。该产品参加了北京汽车制造业国际博览会，国内外多家单位一致认为该设备技术先进和功能完整，完全可替代同类进口机床。已有近十家凸轮轴制造企业与该公司进行该设备的技术和商务洽谈。