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國產數控機床（chuáng）和數控係統在航空製造領域應用示範（五）

2020-4-30 來源（yuán）：武漢華（huá）中數控作者：-

航（háng）空工業是機床行業的高端用戶，對（duì）數控機床的需求特點是大型、複合、精密及多軸（zhóu）聯動等，並且要求數控（kòng）機床具有高剛性、高精度、高效率。

航空（kōng）製造設備領域隨著飛機需求量的劇增以及新型飛機的跨代發（fā）展而不斷發展。新一代飛機朝著輕質（zhì）化、高可靠性、長壽命、高隱身性、多構型、快速（sù）響應及（jí）低成本製造等方向發展，大量新材（cái）料（liào）、新（xīn）結構、新技術不斷出現。對數控機床和數控係（xì）統的要求越來越（yuè）高。

新型戰鬥機

大型運輸（shū）機

目前，國內航空製造企業所使用的（de）中高端（duān）數控機床仍以進口為主，國產數控機床因技（jì）術成熟度、可靠性（xìng）、自（zì）動化水平等原因，尚不能很好（hǎo）滿足航空領域的製造需求。近（jìn）年來，國家采取有力措施，鼓勵國產數控機床和國產數控係統在航空（kōng）製造領域（yù）的應用示（shì）範，使（shǐ）國產（chǎn）數控（kòng）機床和國產（chǎn）數控係統逐步替代進口成為發展趨勢。武漢華（huá）中數控股份有限公司（sī）、北京工研精機（jī）股份有限公司、濟南二機床集團、四川（chuān）普什（shí）寧（níng）江機床有限公司、航（háng）空製造企（qǐ）業緊密合作，已經取得（dé）了很好成（chéng）績。

應（yīng）用（yòng）案例2：

華（huá）中數控與濟南二機床集（jí）團（tuán）合作（zuò）生產的高架式龍門五軸加工中心（xīn）應用於航（háng）空（kōng）製造領域

武（wǔ）漢華中數控股份有限公司（簡稱華（huá）中數控）與濟南二機床集團（tuán）緊密合作，針（zhēn）對航空航天裝備關鍵零件的數控加工需求，批量生產配置華中數控HNC-848D型高檔數控（kòng）係統的高架式龍門五軸加工中心XHSV2545*50。目前（qián），雙方合作生產的五軸加工中心已經形成（chéng）批量銷售近十台，全部用（yòng）於重點航（háng）空航天裝備（bèi）製造企業的關鍵零件的數（shù）控加工。

一、機床主要特（tè）點

濟南二機床集團高架式龍門五軸加工中心機床XHSV2545*50龍門跨度（dù）大，適合在航空、航天薄壁曲麵零件、板筋、肋梁類零件、複雜型麵的精（jīng）加工、半（bàn）精（jīng）加工。

機床結構采用樹脂砂鑄鐵和（hé）焊接結構件的最優組合,考慮靜、動態載荷並由計算機進行設計,先進的熱處理（lǐ）時效工藝,最大限度地消（xiāo）除了焊接和鑄造內應力,以提高機床的精度和剛性（xìng）。

機床X軸使（shǐ）用龍門位置同步功能，采用滾珠絲杠、齒輪齒條（tiáo）驅動,裝（zhuāng）有製動單（dān）元和安全緩（huǎn）衝裝置；Y、Z軸采用大導程的預載螺母滾珠絲杠傳動（dòng）。運用現（xiàn）代設計（jì）方法,通過建立振（zhèn）動阻尼、動態加速度模型,在確保機床整機（jī）剛性的前提下,盡量減輕了移動件的重量,使機床具（jù）有良好的快速響應特（tè）性。具有（yǒu）高轉速、高速度、高加速（sù）度的特點。A、C軸（zhóu）傳動采用力矩電機直接驅動，並分別設有液壓夾緊機構。X、Y、Z軸均采用光柵尺實現全閉環控製；A、C軸采（cǎi）用高精度角度編碼器實現全閉（bì）環位置反饋。電主軸采用大接觸角高速陶瓷球軸承,並配置了主軸的冷（lěng）卻係統。

圖1 機（jī）床整體結構圖

圖2 機床電（diàn）氣櫃（guì）安（ān）裝圖

二、數控係統解決方案

1、數（shù）控係統、伺服驅動（dòng）、伺服電機配置

圖3 應用數控係統型號（hào）

2、數控（kòng）機床應用數控係統功能（néng）

該型號機（jī）床應用華中HNC-848D數控係統的關鍵技術：高（gāo）速高精控製算法、龍（lóng）門位置同步功能、伺服力矩消隙功能、五軸（zhóu）聯動功能、五軸RTCP功能、五軸RTCP速（sù）度校驗功能、五軸標（biāo）定功能、五（wǔ）軸定向加工功能、五軸定向刀具半徑補償功能、旋轉軸結（jié）構誤（wù）差補償功（gōng）能、刀具（jù）矢量編（biān）程（chéng）功能（néng）、法向進退刀功能、五軸大圓插補功能、空間誤差補償（垂直度、直線度、擾度補償功能）和全閉環控製、三維仿真功（gōng）能、網絡功（gōng）能、加工大數據采集和監控功能、基於加工大數據的工藝參數優化、健康保障、斷刀檢測等智（zhì）能化功能。

三、應用效果

濟南二機（jī）床（chuáng）集（jí）團與華（huá）中數控合作生產的XHSV係列五軸聯動加工（gōng）中心已經在（zài）我國（guó）重點航空、航天、汽車等重點領域裝備製造企業成功應用，主要用於航空航天等行業大型（xíng）鋁合金、複合材料結構件的高速、高效加工和大型汽車（chē）模具的半精加、精加工。

圖4 機床（chuáng）應用現場圖片

圖5 試件加（jiā）工圖（tú）片

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