Investigación y desarrollo de un centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala

(1) Situación actual, nivel y tendencias de desarrollo en el país y en el extranjero

Desde la década de 1980, debido a la introducción de sistemas CNC y servosistemas de alimentación de CC de Japón FANUC y Siemens de Alemania La confiabilidad del motor, el motor del husillo y su servounidad y el sistema CNC ha mejorado enormemente, pero la confiabilidad de toda la máquina no es lo suficientemente alta. Con el avance tecnológico y la mejora de los centros de mecanizado, los fabricantes nacionales han notado que algunas piezas de sus productos han sido reemplazadas por piezas funcionales estándar. Al mismo tiempo, dan prioridad a productos de marca de empresas de renombre mundial (como CNC). sistemas, guías lineales rodantes, husillos de bolas, rodamientos, dispositivos ATC, componentes hidráulicos y neumáticos, componentes eléctricos, componentes de detección, etc.) como equipos de soporte, lo que hasta cierto punto mejora el grado y la confiabilidad de los centros de mecanizado domésticos y acorta la brecha. con productos extranjeros similares. En la actualidad, la confiabilidad de los centros de mecanizado nacionales aún no es alta en comparación con productos extranjeros similares. Además, también existen defectos como el sellado protector de toda la máquina, la apariencia rugosa y la forma general insatisfactoria, que en cierta medida afectan la competitividad de los centros de mecanizado nacionales en el mercado. Con el desarrollo continuo de la economía nacional y el fuerte apoyo del país a las máquinas herramienta CNC nacionales, muchas industrias importantes en nuestro país tienen una demanda creciente de centros de mecanizado de pórtico y máquinas fresadoras y mandrinadoras de pórtico CNC. Por lo tanto, muchos fabricantes nacionales que nunca han estado involucrados en la fabricación de máquinas fresadoras y mandrinadoras de pórtico han entrado en la batalla y han desarrollado varios centros de mecanizado de pórtico y máquinas fresadoras y mandrinadoras de pórtico CNC mediante la introducción de tecnología y la producción cooperativa para satisfacer las necesidades de los usuarios.

(2) El propósito y la importancia de la investigación y el desarrollo del proyecto

A medida que aumentan las especificaciones del centro de mecanizado de pórtico, la vibración generada durante el procesamiento también aumenta, afectando la rigidez y la rigidez. del fuselaje. La estabilidad del movimiento limita la velocidad de desarrollo de los centros de mecanizado tipo pórtico de gran tamaño. Las principales especificaciones del mercado actualmente van desde 800-5000 mm hasta 2000-28000 mm. Cabe señalar que entre los centros de mecanizado de pórtico domésticos y las fresadoras y mandrinadoras de pórtico CNC, aproximadamente el 90% de las especificaciones se concentran en el segmento de tamaño de 1000-2000 mm, y casi el 95% de las variedades son móviles con vigas fijas. Por el contrario, el ancho del banco de trabajo es de más de 3 metros, especialmente el gran centro de mecanizado de pórtico y la fresadora y mandrinadora de pórtico CNC con vigas móviles con un ancho de 4000-5000 mm, que son técnicamente difíciles y tienen un alto contenido técnico. Para resolver los problemas anteriores, nuestra empresa ha desarrollado un centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala, que promoverá el progreso tecnológico de los centros de mecanizado nacionales y mejorará el nivel de calidad de la fabricación de equipos. El objetivo de este proyecto es investigar y diseñar la plataforma básica para una serie de centros de mecanizado tipo pórtico de gran escala. En esta plataforma, las máquinas herramienta básicas de la serie de centros de mecanizado de pórtico, las opciones especiales ofrecidas según los requisitos del cliente y las condiciones futuras de desarrollo y actualización de hardware pueden alcanzar parámetros de rendimiento que son mejores que los estándares nacionales y responder rápidamente a la demanda del mercado.

(3) El nivel técnico y las perspectivas de mercado del proyecto.

Las máquinas herramienta de la serie de centros de mecanizado pórtico CNC de gran escala desarrolladas en este proyecto se refieren a modelos con recorrido lateral en el eje X de 3 metros, 4 metros, 5 metros y 6 metros, y longitudinal en el eje Y. recorrido de 2,7 metros. Con el rápido desarrollo de la aviación, los aviones, los automóviles, la generación de energía eólica y los yates, los requisitos en cuanto a especificaciones y tamaños de equipos son cada vez mayores. Para satisfacer las crecientes necesidades de diversas industrias, este proyecto fue desarrollado especialmente. El diseño general de este modelo es razonable, la apariencia es hermosa y es fácil de operar. El diseño de carrera completa de tres ejes fortalece la rigidez del cuerpo y evita efectivamente las vibraciones durante el procesamiento. gran demanda social y buenas perspectivas de mercado.

La tecnología del centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala de este proyecto puede mejorar en gran medida la rigidez y la estabilidad del movimiento durante el proceso de mecanizado. Es un producto que el mercado necesita con urgencia y tiene enormes perspectivas de mercado. La implementación de esta tecnología aumentará en gran medida el volumen de ventas y las ganancias de ventas de los productos relacionados de la empresa.

II.Contenidos y objetivos de I+D

(1) Contenido principal y tecnologías clave del proyecto

El centro de mecanizado tipo pórtico CNC de gran escala desarrollado en este proyecto. adopta un diseño de carrera a escala completa de tres ejes, tres ejes adoptan rieles deslizantes de rodillos lineales, entre los cuales el eje X adopta un diseño de riel guía de tres líneas de 15 deslizadores, el diseño del riel guía del eje Y adopta una combinación vertical y horizontal Y el eje Z adopta una estructura de caja completa de ariete cuadrado y cuatro rieles deslizantes para mejorar la rigidez del fuselaje, evitar eficazmente la vibración generada durante el procesamiento y mejorar en gran medida la rigidez y la estabilidad del movimiento durante el procesamiento. El eje x utiliza un reductor de engranajes planetarios de precisión importado y la caja del husillo principal se mueve hacia arriba y hacia abajo mediante la presión del aceite y el nitrógeno con un contrapeso. La guía lineal tiene las características de interrupción cero y se utiliza para corte por arco, corte en bisel, etc. Y la textura de la superficie del efecto de procesamiento es relativamente uniforme. Las guías lineales utilizan tecnología de rodadura en lugar de tecnología de deslizamiento tradicional y tienen las características de pequeña resistencia a la fricción y movimiento direccional sensible.

La alta rigidez del riel lineal da como resultado un bajo desgaste y una larga vida útil, lo que lo hace adecuado para el entorno de procesamiento de sistemas de alimentación de alta velocidad.

En el centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala de este proyecto, se instalan dos piezas de montaje en forma de escalera respectivamente en los extremos superior e inferior del extremo frontal de la viga en forma de escalera, y el montaje superior El soporte se retrae hacia adentro con respecto al soporte de montaje inferior. Al instalar el cabezal de la máquina, el husillo de la máquina herramienta puede estar lo más cerca posible de la columna principal, mejorando así efectivamente la precisión, durabilidad y estabilidad de la máquina herramienta. Además, sin aumentar el espesor de la pieza fundida frontal de la viga, se puede garantizar que la viga tenga suficiente rigidez, de modo que la máquina herramienta de pórtico pueda realizar cortes de alta resistencia y mecanizado de precisión.

Innovación tecnológica

1. Los tres ejes utilizan guías de rodillos lineales, que tienen las características de alta rigidez, bajo ruido y bajo desgaste. Pueden moverse rápidamente y obtener la mejor precisión del bucle. , entre los cuales el eje X adopta un riel de tres líneas y 15 controles deslizantes; el diseño del riel del eje Y adopta una combinación vertical y horizontal, lo que mejora en gran medida la estabilidad del movimiento deslizante; estructura de caja completa ram y cuatro rieles deslizantes, lo que mejora en gran medida la rigidez del procesamiento y la estabilidad del movimiento.

2. El eje X adopta un reductor de engranajes planetarios de precisión importado, que reemplaza la transmisión directa tradicional o la transmisión por correa, lo que aumenta el par de salida del motor y garantiza la precisión del movimiento de la mesa.

3. La parte delantera del automóvil utiliza presión de aceite y nitrógeno para mover el contrapeso hacia arriba y hacia abajo, lo que mejora la estabilidad del contrapeso y la flexibilidad de respuesta rápida.

(3) Principales indicadores técnicos o indicadores económicos

Recorrido del eje X: 3200/4200/5200/6200 mm, Recorrido del eje Y: 3200 mm, Recorrido del eje Z: 1000 mm.

Tamaño banco de trabajo: 3000 (4000/5000/6000) × 2500 mm.

Potencia del motor del husillo: 22kw

Velocidad del husillo: 6000 rpm

Potencia del motor de tres ejes X/Y/Z: 9/7/6kw

Velocidad de corte: 6 metros/min

Velocidad de avance rápido: 12m/min.

Sistema CNC: FANUC 18I

3. Métodos de I+D y rutas técnicas

El centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala de este proyecto incluye husillos, columnas y desplazamiento. vigas, corredera y cabezal de máquina. La viga escalonada está dispuesta sobre la columna y el asiento deslizante puede moverse horizontalmente con respecto a la viga escalonada. El cabezal de la máquina está instalado en la base deslizante y puede moverse verticalmente con respecto a la base deslizante. Los extremos superior e inferior de la parte delantera de la viga de la escalera están provistos respectivamente de dos piezas de montaje escalonadas. La pieza de montaje en el extremo superior se contrae hacia dentro con respecto a la pieza de montaje en el extremo inferior, y el asiento deslizante pasa a través de las dos piezas de montaje. regiones. La parte frontal de la viga escalonada incluye una parte vertical con un extremo superior conectado a la parte de montaje y una parte inclinada con un extremo inferior conectado entre la parte vertical y la parte de montaje. Los extremos superior e inferior de la parte frontal de la viga escalonada están provistos respectivamente de dos piezas de montaje escalonadas. La pieza de montaje superior se contrae hacia dentro con respecto a la pieza de montaje inferior, de modo que el husillo de la máquina herramienta esté lo más cerca posible de la columna principal. instalar el cabezal de la máquina, mejorando así eficazmente la precisión, durabilidad y estabilidad de la máquina herramienta. Además, sin aumentar el espesor de la pieza fundida frontal de la viga, se puede garantizar que la viga tenga suficiente rigidez, de modo que la máquina herramienta de pórtico pueda realizar tanto cortes de alta resistencia como mecanizado de precisión.

El centro de mecanizado de pórtico CNC a gran escala de este proyecto adopta un diseño de carrera completa de tres ejes que utilizan rodillos deslizantes lineales, que tienen las características de alta rigidez, bajo ruido y bajo desgaste. Pueden moverse rápidamente y obtener los mejores resultados. Precisión del bucle, el eje X adopta un diseño de 15 deslizadores de riel de tres líneas; el diseño de la pista del eje Y adopta una combinación vertical y horizontal, lo que mejora en gran medida la estabilidad del deslizamiento. movimiento; el eje z adopta una estructura de caja completa de ariete cuadrado y cuatro rieles deslizantes, lo que mejora en gran medida la precisión del circuito. Mejora la rigidez y la estabilidad del movimiento durante el procesamiento. El eje x utiliza un reductor de engranajes planetarios de precisión importado en lugar de la transmisión directa tradicional o la transmisión por correa, lo que mejora el par de salida del motor y garantiza la precisión del movimiento de la mesa. La parte delantera del automóvil utiliza presión de aceite y nitrógeno para mover el contrapeso hacia arriba y hacia abajo, mejorando la estabilidad del contrapeso y la flexibilidad de respuesta rápida.

En el sistema del circuito de aceite lubricante, los detectores de interruptores de presión están instalados en los circuitos de aceite en los extremos delantero y trasero del filtro. Cuando solo un detector de interruptor de presión es anormal, es decir, la presión de salida o la presión de mantenimiento no alcanza el valor establecido, el controlador activará automáticamente la alarma y bloqueará el comando descendente para proteger la máquina de datos de funcionar con lubricación insuficiente. Además, el controlador puede comparar los valores de presión medidos por los dos detectores de interruptores de presión y determinar si hay un bloqueo en la línea de aceite a través de los resultados de la comparación, para facilitar la eliminación oportuna y evitar una lubricación deficiente.

4. Fundación de I+D existente

Presentar el establecimiento de la empresa, los principales productos, el departamento de I+D y los logros de I+D.

Verbo (abreviatura de verbo) Lista de miembros del equipo del proyecto de I+D

Líder del proyecto:

Personal de I+D:

6. Cronograma

El diseño estructural preliminar del producto se realizará desde enero de 201X hasta junio de 201X.

2. La estructura central del producto se estudió desde el 2065438 de julio hasta el 2065438 de octubre.

3. Realizar pruebas de productos y modificaciones estructurales desde febrero de 201X hasta agosto de 201X.

4. Las pruebas del producto final se realizaron desde septiembre de 201X hasta septiembre de 201X, 165438+octubre.

En mayo de 201X, en 65438+2 meses, se resolvieron los problemas restantes del producto y se completó la investigación y el desarrollo del proyecto.