超重型精密数控轧辊磨床设计.pdfVIP

精密制造与 自动化 2011年第3期 超重型精密数控轧辊磨床设计木 段斌华 (上海机床厂有限公司 上海200093) 摘 要 以超重型精密数控轧辊磨床设计为对象，阐述了机床的结构特征、设计难点及创新内容。利用有限元分 析方法和仿真技术，对机床各主要部件进行了静力学、动力学的分析研究。针对国家 “高档数控机床与基础制造 装备科技重大专项课题” “MKA84250／15000一H超重型精密数控轧辊磨床” 项 目，介绍了在设计开发过程中 所运用的新技术、新机构和新工艺，通过了国家机床质量监督检验中心的检验及专家的技术鉴定，为企业提供了 超大型重型轧辊的表面磨削基础制造装备，为超重型精密磨床设计提供了新思路。 关键词 超重 精密数控轧辊磨床 关键技术 先进水平 由上海机床厂有限公司设计、制造的特大型精 拖板带着砂轮架在后床身上作纵向移动，砂轮架采 密数控轧辊磨床 (国家科技重大专项课题)。它可 用静压闭式导轨在拖板上作横向移动。砂轮主轴 由 顶持加工最大直径为2．5m，最大长为 15m，最大 静压轴承支承旋转，通过计算机控制，实现微量进 质量为 250t的特大型零件 。它突破 了多项关键技 给及 曲面磨削。工件装夹在前床身上的头、尾架顶 术，如超重载荷工件顶持系统，超重载荷工件驱动 尖之问，由头架驱动旋转，并可实现无级调速。机 系统，超重载荷引起的机床变形对加工精度 的影 床配备有可调整的工件托架，用于托持细长型的工 响，超大型在机测量系统及数据处理，高精度、高 件。尾架可沿前床身 自动移动及夹紧，尾架项尖可机 刚度砂轮主轴系统，超大型、超精密轴承精化技术 动伸缩 150mm，并配有工件顶紧力检测装置。同 等，各项指标达到了国家 “高档数控机床与基础制 时，尾架上装有砂轮修整器，砂轮 自动测径装置、自 造装备”科技重大专项课题任务合 同书的要求。 动修整控制装置等，以备 自动磨削，自动修整用。 MKA84250／15000．H超重型精密数控 轧辊磨 床 ，是 目前世界上最大的顶磨型精密数控轧辊磨 床 。它不仅加工范围大、承载重量重，而且加工精 度高。可一次装夹完成轧辊辊身、辊颈、托肩等外 圆、锥面等部位的粗磨、半精磨、精磨工序的加 工 。同时，还可磨削加工外圆的正弦曲面、余弦曲 面、抛物线 曲面及CVC曲面。可加工超大型轧辊、大 型压辊、大型及超大型发电机转子、汽轮机转子等 回转类零件 。该机床 已于2010年交付用户使用 。 1 超重型精密数控轧辊磨床及主要结构特点 1．1 机床外形及概述 图1 MKA84250115000一H 超重型精密轧辊磨床 MKA84250／15000．H 超重型精密数控轧辊磨 床，是一种砂轮架移动式数控轧辊磨床。床身分为 MKA84250／15000H 超重型精密数控轧辊磨 前、后两体，使磨削精度不受工件重量和运动的影 床，为五轴三联动数控轧辊磨床。它采用西门予 响。 840D数控系统及 自主开发的 “SGS磨削之星” 轧 辊磨床专用软件，实现对拖板纵向进给运动、砂轮 国家高档数控机床与基础制造装备重大专项资助项 目 架横 向进给运动和两测量臂相互移动的控制等。数 (编号：2009ZX04002．071) 控系统可实现 自动进给、自动补偿、自动修整砂 24 段斌华 超重型精密数控轧辊磨床设计 轮、自动测量及 自动数据处理等 自动循环。机床还 配有砂轮 自