汽車制造
2011年5月14日,由東方電氣集團東方汽輪機有限公司、北京勝為弘技數(shù)控裝備有限公司、武漢華中數(shù)控股份有限公司和華中科技大學承擔的“高檔數(shù)控機床及基礎制造裝備”國家科技重大專項課題所研制的“大型葉片型面加工六坐標聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床”,在四川省德陽市通過了由中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。
由北京機床研究所徐性初院士、上海電氣集團姚俊、湖南大學盛曉敏、中國機床工具工業(yè)協(xié)會陳炎麟、北京機電院機床有限公司總工程師高琦、無錫透平葉片有限公司騰樹新、哈爾濱汽輪機廠武皓、四川成發(fā)航空科技股份有限公司魏大春、西安航空發(fā)動機有限公司吳百通等九名國內(nèi)知名專家、教授組成的鑒定委員會,聽取了課題組所做的工作報告、技術報告、用戶報告及查新報告,并且現(xiàn)場考察機床加工使用情況。專家組一致認為:所研制的大型葉片型面加工六坐標聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床、數(shù)控系統(tǒng)、加工工藝及編程軟件具有自主知識產(chǎn)權,創(chuàng)新性突出,總體技術達到同類產(chǎn)品的國際先進水平。
“六坐標聯(lián)動數(shù)控砂帶磨床”成果鑒定會會場?
汽輪機葉片是發(fā)電裝備的核心零件,其型面精度、表面質(zhì)量、一致性影響到發(fā)電裝備的能量轉換效率。據(jù)悉,用于加工核電、火電等電站用汽輪機葉片形面加工的多軸聯(lián)動數(shù)控機床是電力設備制造領域的高檔關鍵設備。目前,我國一般采用手工拋磨方式加工大型葉片,葉面精度差,加工效率低,勞動條件非常惡劣。而此次通過鑒定的大型葉片型面加工六坐標數(shù)控砂帶磨床是用于大型葉片的磨削拋光精密加工的高端數(shù)控機床,能夠滿足以新一代核電大型汽輪機末級葉片、次末級葉片為代表的大型葉片的精密磨削拋光加工。
2007年,東方汽輪機有限公司、北京勝為弘技數(shù)控裝備有限公司、武漢華中數(shù)控股份有限公司和華中科技大學瞄準世界先進水平,產(chǎn)、學、研、用緊密結合,安排技術骨干全力參與,投入大量人力、物力,啟動加工六坐標數(shù)控砂帶磨床的研制工作。
2008年汶川大地震,位于四川漢旺鎮(zhèn)的東汽生產(chǎn)基地損失極為慘重。東汽的德陽新基地建設,受到中央領導高度關注。2010年,數(shù)控砂帶磨床課題得到了《高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備》國家重大專項的立項支持。課題聯(lián)合研制團隊將結合東汽震后重建技改,建設一條由10臺以上數(shù)控砂帶磨床組成的大型葉片磨削拋光生產(chǎn)線,全部采用國家重點專項支持研發(fā)的華中8型總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)。該生產(chǎn)線的建設,將對我國二代半核電機組和三代核電機組的制造品質(zhì)起到強有力的保障作用。另外,國內(nèi)葉片制造的專業(yè)企業(yè)---無錫葉片廠也將購買該設備作為行業(yè)的示范應用。
目前,該機床已經(jīng)交付東方電氣集團東方汽輪機有限公司9臺,用于核電汽輪機末級和次末級葉片精密磨削拋光生產(chǎn),累計生產(chǎn)葉片超過數(shù)千片,所加工葉片質(zhì)量較以往手工打磨有本質(zhì)的飛躍。數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的使用穩(wěn)定可靠。據(jù)東汽公司核電低壓轉子裝機測試反映,新設備所制造的葉片一致性非常好,低壓轉子在不經(jīng)配重調(diào)整的情況下,高速動平衡效果已經(jīng)優(yōu)于法國某知名公司制造的轉子。該型號設備榮獲了中國機床工具工業(yè)協(xié)會授予的CCMT2008國產(chǎn)數(shù)控機床“春燕獎”,及國家能源局和工信部聯(lián)合頒發(fā)的2010年度優(yōu)秀合作項目獎。
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2010年能源裝備應用國產(chǎn)數(shù)控機床優(yōu)秀合作項目??CCMT2008國產(chǎn)數(shù)控機床“春燕獎
鑒定會期間,專家組深入到東汽生?產(chǎn)現(xiàn)場,實地了解機床和數(shù)控系統(tǒng)的使用效果、運行情況。該機床已批量用于核電葉片和大型汽輪機葉片的內(nèi)弧、背弧、進汽邊和出汽邊的數(shù)控砂帶磨削加工,保證了葉片的一致性和機組動平衡對葉片性能的要求,提高了表面質(zhì)量,實現(xiàn)了復雜葉片的高效和高質(zhì)量的磨削與拋光,替代了傳統(tǒng)手工拋磨。由此,專家組一致認為該機床有以下三個創(chuàng)新點:
1、研制了中空C軸、BC雙擺頭結構、砂帶浮動機構和砂帶快換裝置,提高了砂帶磨削的剛性,實現(xiàn)了葉片隨形拋磨和強力磨削一體化,形成了可移植的砂帶磨削功能單元的模塊化,在國際上具有獨創(chuàng)性和先進性。
2、自主研制了六坐標聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削國產(chǎn)專用高檔數(shù)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了三回轉、三直線的六軸聯(lián)動數(shù)控插補控制、小線段樣條擬合、雙驅(qū)同步控制和磨削壓力控制技術,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,滿足了復雜葉片的多軸聯(lián)動控制要求。
3、自主研發(fā)了葉片六坐標聯(lián)動數(shù)控砂帶磨削加工工藝編程軟件,實現(xiàn)了六坐標聯(lián)動雙矢量編程算法、加工參數(shù)優(yōu)化和仿真、后置處理等功能,提高了編程的智能化水平,實現(xiàn)了自動編程與自動加工。
專家們還參觀了配華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)的九軸數(shù)控鉆孔機和五軸高速龍門雙驅(qū)木工銑床。目前,九軸數(shù)控鉆孔機已經(jīng)在東方汽輪機公司天津風電公司投入使用。五軸高速龍門雙驅(qū)木工銑床也已經(jīng)在德陽東汽新基地調(diào)試完畢,專門用于風電漿葉加工。該機床的龍門移動軸,在雙電機同步驅(qū)動下,可達到最高移動速度80米/分。
高檔數(shù)控系統(tǒng)是機床裝備的控制“大腦“。長期以來,五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)國外對我國一直封鎖限制。華中數(shù)控在國家重大專項的支持下,成功研制華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng),實現(xiàn)了6軸聯(lián)動,并在汽輪機行業(yè)重點企業(yè)東汽公司成功批量應用,這對我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術發(fā)展和示范推廣有非常重要意義。組織本次鑒定會的中國機械工業(yè)聯(lián)合會李冬茹副秘書長高興地指出:高檔數(shù)控機床國家重大專項實施過程中,這個課題是產(chǎn)、學、研、用相結合,主機、系統(tǒng)、用戶工藝相結合,服務于重點領域的成功案例。