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大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床通过成果鉴定

发布日期:2011-07-06  字体显示:【大】   【中】   【小】

2011年5月14日,由东方电气集团东方汽轮机有限公司、北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司和华中科技大学承担的“高档数控机床及基础制造装备”国家科技重大专项课题所研制的“大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床”,在四川省德阳市通过了由中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定。

由北京机床研究所徐性初院士、上海电气集团姚俊、湖南大学盛晓敏、中国机床工具工业协会陈炎麟、北京机电院机床有限公司总工程师高琦、无锡透平叶片有限公司腾树新、哈尔滨汽轮机厂武皓、四川成发航空科技股份有限公司魏大春、西安航空发动机有限公司吴百通等九名国内知名专家、教授组成的鉴定委员会,听取了课题组所做的工作报告、技术报告、用户报告及查新报告,并且现场考察机床加工使用情况。专家组一致认为:所研制的大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床、数控系统、加工工艺及编程软件具有自主知识产权,创新性突出,总体技术达到同类产品的国际先进水平。

“六坐标联动数控砂带磨床”成果鉴定会会场 

汽轮机叶片是发电装备的核心零件,其型面精度、表面质量、一致性影响到发电装备的能量转换效率。据悉,用于加工核电、火电等电站用汽轮机叶片形面加工的多轴联动数控机床是电力设备制造领域的高档关键设备。目前,我国一般采用手工抛磨方式加工大型叶片,叶面精度差,加工效率低,劳动条件非常恶劣。而此次通过鉴定的大型叶片型面加工六坐标数控砂带磨床是用于大型叶片的磨削抛光精密加工的高端数控机床,能够满足以新一代核电大型汽轮机末级叶片、次末级叶片为代表的大型叶片的精密磨削抛光加工。

东汽公司核能发电机叶片加工车间批量使用的大型叶片型面加工六坐标数控砂带磨床

2007年,东方汽轮机有限公司、北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司和华中科技大学瞄准世界先进水平,产、学、研、用紧密结合,安排技术骨干全力参与,投入大量人力、物力,启动加工六坐标数控砂带磨床的研制工作。

2008年汶川大地震,位于四川汉旺镇的东汽生产基地损失极为惨重。东汽的德阳新基地建设,受到中央领导高度关注。2010年,数控砂带磨床课题得到了《高档数控机床与基础制造装备》国家重大专项的立项支持。课题联合研制团队将结合东汽震后重建技改,建设一条由10台以上数控砂带磨床组成的大型叶片磨削抛光生产线,全部采用国家重点专项支持研发的华中8型总线式高档数控系统。该生产线的建设,将对我国二代半核电机组和三代核电机组的制造品质起到强有力的保障作用。另外,国内叶片制造的专业企业---无锡叶片厂也将购买该设备作为行业的示范应用。

目前,该机床已经交付东方电气集团东方汽轮机有限公司9台,用于核电汽轮机末级和次末级叶片精密磨削抛光生产,累计生产叶片超过数千片,所加工叶片质量较以往手工打磨有本质的飞跃。数控机床和数控系统的使用稳定可靠。据东汽公司核电低压转子装机测试反映,新设备所制造的叶片一致性非常好,低压转子在不经配重调整的情况下,高速动平衡效果已经优于法国某知名公司制造的转子。该型号设备荣获了中国机床工具工业协会授予的CCMT2008国产数控机床“春燕奖”,及国家能源局和工信部联合颁发的2010年度优秀合作项目奖。

   

2010年能源装备应用国产数控机床优秀合作项目  CCMT2008国产数控机床“春燕奖

鉴定会期间,专家组深入到东汽生 产现场,实地了解机床和数控系统的使用效果、运行情况。该机床已批量用于核电叶片和大型汽轮机叶片的内弧、背弧、进汽边和出汽边的数控砂带磨削加工,保证了叶片的一致性和机组动平衡对叶片性能的要求,提高了表面质量,实现了复杂叶片的高效和高质量的磨削与抛光,替代了传统手工抛磨。由此,专家组一致认为该机床有以下三个创新点:

1、研制了中空C轴、BC双摆头结构、砂带浮动机构和砂带快换装置,提高了砂带磨削的刚性,实现了叶片随形抛磨和强力磨削一体化,形成了可移植的砂带磨削功能单元的模块化,在国际上具有独创性和先进性。

2、自主研制了六坐标联动数控砂带磨削国产专用高档数控系统。实现了三回转、三直线的六轴联动数控插补控制、小线段样条拟合、双驱同步控制和磨削压力控制技术,系统运行稳定可靠,满足了复杂叶片的多轴联动控制要求。

3、自主研发了叶片六坐标联动数控砂带磨削加工工艺编程软件,实现了六坐标联动双矢量编程算法、加工参数优化和仿真、后置处理等功能,提高了编程的智能化水平,实现了自动编程与自动加工。

专家们还参观了配华中8型高档数控系统的九轴数控钻孔机和五轴高速龙门双驱木工铣床。目前,九轴数控钻孔机已经在东方汽轮机公司天津风电公司投入使用。五轴高速龙门双驱木工铣床也已经在德阳东汽新基地调试完毕,专门用于风电浆叶加工。该机床的龙门移动轴,在双电机同步驱动下,可达到最高移动速度80米/分。

高档数控系统是机床装备的控制“大脑“。长期以来,五轴联动的高档数控系统国外对我国一直封锁限制。华中数控在国家重大专项的支持下,成功研制华中8型高档数控系统,实现了6轴联动,并在汽轮机行业重点企业东汽公司成功批量应用,这对我国高档数控系统的技术发展和示范推广有非常重要意义。组织本次鉴定会的中国机械工业联合会李冬茹副秘书长高兴地指出:高档数控机床国家重大专项实施过程中,这个课题是产、学、研、用相结合,主机、系统、用户工艺相结合,服务于重点领域的成功案例。

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