國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床優(yōu)秀合作項(xiàng)目——N850精密數(shù)控電火花成形機(jī)床

文 北京市電加工研究所

2011年4月12日，由國(guó)家發(fā)改委、工信部、能源局和國(guó)防工業(yè)局聯(lián)合主辦的“軍工行業(yè)與能源裝備領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用座談會(huì)”在北京隆重召開。大會(huì)表彰了“國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床優(yōu)秀合作項(xiàng)目”。北京市電加工研究所與西安航空動(dòng)力股份有限公司合作項(xiàng)目“N850精密數(shù)控電火花成形機(jī)床”喜獲殊榮。此次全國(guó)共有10個(gè)項(xiàng)目獲此殊榮。

我所研制生產(chǎn)的“N850精密數(shù)控電火花成形機(jī)床”是在國(guó)家高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)的大力支持下完成的，其功能和加工工藝指標(biāo)代表著國(guó)內(nèi)特種加工行業(yè)的先進(jìn)水平，并已在用戶單位西安航空動(dòng)力股份有限公司關(guān)鍵零部件的工藝攻關(guān)中得到了充分驗(yàn)證和使用。

2011年是“十二五”的開局之年?！笆濉笔俏覈?guó)工業(yè)化進(jìn)程的重要時(shí)期。工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)裝備制造業(yè)提出了新要求。裝備制造業(yè)與軍工和能源行業(yè)的關(guān)系極為密切，是軍工和能源行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要保障。面對(duì)新形勢(shì)新任務(wù)，我們將繼續(xù)以攻克國(guó)家重大、重點(diǎn)任務(wù)及國(guó)防建設(shè)急需的共性技術(shù)為己任，堅(jiān)持自主創(chuàng)新和科技進(jìn)步，提升行業(yè)整體技術(shù)水平，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

本課題完成了AA50、N850、B50等規(guī)格的五軸聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控電火花成形機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造、整機(jī)集成與聯(lián)調(diào)，其各項(xiàng)參數(shù)和功能完全達(dá)到了研制目標(biāo)；完成了ATC系統(tǒng)的控制流程，整體電氣及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與樣機(jī)裝配，建立完善了器件的篩選標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)鈦合金、耐熱合金等難加工材料，研制了電火花加工高效、精微脈沖電源；完成了典型復(fù)雜零件五軸聯(lián)動(dòng)電火花加工CAD/CAM軟件包設(shè)計(jì)及實(shí)用性考核，實(shí)現(xiàn)了無負(fù)載運(yùn)行穩(wěn)定；建立了多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花成形加工機(jī)床的檢驗(yàn)、裝配制造生產(chǎn)線。

本課題主要的創(chuàng)新點(diǎn)為：

1）基于Linux的開放式五軸聯(lián)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間曲面的電火花加工；

2）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾與可靠性技術(shù)；

3）精密電火花加工電源，實(shí)現(xiàn)了耐熱合金與鈦合金等特殊材料的高效高質(zhì)量加工；

4）國(guó)產(chǎn)化高精度數(shù)控轉(zhuǎn)軸A、C軸；

5）應(yīng)用人工智能技術(shù)的鈦合金與高溫耐熱合金等特殊材料的電火花加工工藝及數(shù)據(jù)庫(kù)；

6）克服電容效應(yīng)實(shí)現(xiàn)精密電火花加工，獲得電火花加工的高表面質(zhì)量；

7）復(fù)雜成形工具電極檢測(cè)、預(yù)調(diào)與快速更換技術(shù)及系統(tǒng)；

8）五軸聯(lián)動(dòng)電火花加工CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工的參數(shù)化。

依托本課題，已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)、外觀造型專利1項(xiàng)，其中2項(xiàng)已獲得授權(quán)；取得軟件著作權(quán)3項(xiàng)；在國(guó)內(nèi)外期刊雜志發(fā)表論文10余篇，主持制定了行業(yè)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)“電火花成形機(jī)床用自動(dòng)滅火器 技術(shù)條件”，參與制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“電火花加工機(jī)床電磁兼容性試驗(yàn)規(guī)范”。課題成果“精密與微細(xì)電加工技術(shù)基礎(chǔ)研究”獲得2010年黑龍江省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。研制的N850五軸五聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控電火花成形機(jī)床榮獲中國(guó)數(shù)控機(jī)床CCMT2010春燕獎(jiǎng)。

本項(xiàng)目所研制的五軸聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控電火花加工設(shè)備基于國(guó)內(nèi)自主技術(shù)開發(fā)研制，具有針對(duì)性強(qiáng)、可拓展性好、價(jià)格相比國(guó)外要低和不受國(guó)外技術(shù)限制等特點(diǎn)；裝備于國(guó)防制造企業(yè)，容易形成國(guó)防科技工業(yè)加工關(guān)鍵件的批生產(chǎn)能力，對(duì)我國(guó)新一代運(yùn)載火箭、新型先進(jìn)武器裝備的批量生產(chǎn)起到關(guān)鍵的推動(dòng)作用。同時(shí)，該產(chǎn)品也可應(yīng)用于船舶、核技術(shù)、兵器以及汽車、輕工、生物工程、石油鉆探等行業(yè)難加工材料、復(fù)雜型面類零件的加工。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)高端產(chǎn)品的需求量將大幅度提高。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花加工設(shè)備將以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、通用拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

本項(xiàng)目所研制的五軸聯(lián)動(dòng)精密數(shù)控電火花加工設(shè)備已成功應(yīng)用在多家航空航天單位，為這些單位解決了加工工藝難題，同時(shí)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，得到用戶的一致認(rèn)可和好評(píng)。

目前，五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控電火花加工機(jī)床已被多個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家列為關(guān)鍵裝備，限制向我國(guó)出口，嚴(yán)重地制約了我國(guó)新一代運(yùn)載火箭和武器裝備等的發(fā)展。本項(xiàng)目的研究目標(biāo)直接針對(duì)我國(guó)航天航空領(lǐng)域的特種材料、復(fù)雜型面關(guān)鍵零件的制造，實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)裝備的國(guó)產(chǎn)化與工程實(shí)用化，大大提升了我國(guó)電加工行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力與可持續(xù)發(fā)展能力，為提高我國(guó)航天航空及其他領(lǐng)域復(fù)雜形面、特殊材料關(guān)鍵零部件的制造水平和批產(chǎn)能力奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。