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國產數控機床和數控系統在航空制造領域應用示范（五）

2020-4-30 來源：武漢華中數控作者：-

航空工業是機床行業的高端用戶，對數控機床的需求特點是大型、復合、精密及多軸聯動等，并且要求數控機床具有高剛性、高精度、高效率。

航空制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展而不斷發展。新一代飛機朝著輕質化、高可靠性、長壽命、高隱身性、多構型、快速響應及低成本制造等方向發展，大量新材料、新結構、新技術不斷出現。對數控機床和數控系統的要求越來越高。

新型戰斗機

大型運輸機

目前，國內航空制造企業所使用的中高端數控機床仍以進口為主，國產數控機床因技術成熟度、可靠性、自動化水平等原因，尚不能很好滿足航空領域的制造需求。近年來，國家采取有力措施，鼓勵國產數控機床和國產數控系統在航空制造領域的應用示范，使國產數控機床和國產數控系統逐步替代進口成為發展趨勢。武漢華中數控股份有限公司、北京工研精機股份有限公司、濟南二機床集團、四川普什寧江機床有限公司、航空制造企業緊密合作，已經取得了很好成績。

應用案例2：

華中數控與濟南二機床集團合作生產的高架式龍門五軸加工中心應用于航空制造領域

武漢華中數控股份有限公司（簡稱華中數控）與濟南二機床集團緊密合作，針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型高檔數控系統的高架式龍門五軸加工中心XHSV2545*50。目前，雙方合作生產的五軸加工中心已經形成批量銷售近十臺，全部用于重點航空航天裝備制造企業的關鍵零件的數控加工。

一、機床主要特點

濟南二機床集團高架式龍門五軸加工中心機床XHSV2545*50龍門跨度大，適合在航空、航天薄壁曲面零件、板筋、肋梁類零件、復雜型面的精加工、半精加工。

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

機床X軸使用龍門位置同步功能，采用滾珠絲杠、齒輪齒條驅動,裝有制動單元和安全緩沖裝置；Y、Z軸采用大導程的預載螺母滾珠絲杠傳動。運用現代設計方法,通過建立振動阻尼、動態加速度模型,在確保機床整機剛性的前提下,盡量減輕了移動件的重量,使機床具有良好的快速響應特性。具有高轉速、高速度、高加速度的特點。A、C軸傳動采用力矩電機直接驅動，并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制；A、C軸采用高精度角度編碼器實現全閉環位置反饋。電主軸采用大接觸角高速陶瓷球軸承,并配置了主軸的冷卻系統。

圖1 機床整體結構圖

圖2 機床電氣柜安裝圖

二、數控系統解決方案

1、數控系統、伺服驅動、伺服電機配置

圖3 應用數控系統型號

2、數控機床應用數控系統功能

該型號機床應用華中HNC-848D數控系統的關鍵技術：高速高精控制算法、龍門位置同步功能、伺服力矩消隙功能、五軸聯動功能、五軸RTCP功能、五軸RTCP速度校驗功能、五軸標定功能、五軸定向加工功能、五軸定向刀具半徑補償功能、旋轉軸結構誤差補償功能、刀具矢量編程功能、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）和全閉環控制、三維仿真功能、網絡功能、加工大數據采集和監控功能、基于加工大數據的工藝參數優化、健康保障、斷刀檢測等智能化功能。

三、應用效果

濟南二機床集團與華中數控合作生產的XHSV系列五軸聯動加工中心已經在我國重點航空、航天、汽車等重點領域裝備制造企業成功應用，主要用于航空航天等行業大型鋁合金、復合材料結構件的高速、高效加工和大型汽車模具的半精加、精加工。