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1、可转向铣头摇臂铣床 研制工作总结漳州翊峰机械工业有限公司1可转向铣头可转向铣头摇摇臂臂铣铣床床研研制制工工作作总总结结漳州翊峰机械工业有限公司位于漳州南靖县大埔崎工业区，是一家专业生产模具铣床、数控铣床及立式加工中心的台资企业。公司拥有一支年轻化、专业化的技术队伍，与国内高校、科研院所密切合作，有较强的新产品开发和技术创新能力，其机床产品已获得多项国家专利。公司集设计、铸造、加工、组装、销售、服务于一体，产品营销全国各地，也出口台湾、美国、英国、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。企业的生产技术先进，所研制的可转向铣头摇臂铣床产品深受用户青睐，具有良好的社会经济效益。一、新一、新产产品开品开发
2、发的背景情况的背景情况机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，是装备制造业的基础设备，主要为汽车、军工、农机、工程机械、电力设备、铁路机车、船舶等行业服务。我国已连续几年成为世界最大的机床消费国和机床进口国，是世界主要机床生产国之一。随着国民经济的发展和市场需求提高，特别是来自汽车制造、高速铁路建设、高速公路建设、绿色能源建设(太阳能综合利用、核电、风电、水电；石油天然气的开采和输送)、工程机械、大型飞机、支线飞机以及船舶制造等行业快速发展的拉动，国内机床消费量还会有巨大的上升空间，预计年平均仍将保持两位数增长，并且高、中、低档机床产品需求仍将长期存在。2随着国内经济的发展，如多功能
3、摇臂铣床产品这样的普通机床市场发展面临巨大机遇和挑战。但普通铣床有其自身的工作特性，它的一些加工工艺是经过多年来的总结和积累形成的，数控机床未必能够全部代替，特别是在现实生产中还是存在大量的单件、小批量、简单加工的零件加工作业。对于形状复杂零件，工件必须先在普通机床上加工出基本轮廓，如合适的直径、长度、宽度、高度等，再到数控机床进行复杂曲线、曲面的加工，以节约成本，提高效率。所以在相当长的一个时期内普通铣床和数控铣床产品仍将并存，普通机床的市场还是有非常光明的前景的。有关市场趋势研究表明，到 2015 年，普通机床市场需求有望达到 71 万台，比今年的 24 万台需求将有较大较快增长。机床制造
4、企业能用成批和流水的生产方式年产几千台，甚至上万台普通机床，使我们的普通机床具有成本低、质量稳定的优势。在新一轮民营企业的发展中，有相当数量的民营企业仍大量采用普通机床，在浙江、广东和山东三省的民营企业效益调查中，其投资 129 亿元用于设备投入，其中国产普通机床设备数量占 69%，价值占 52%。另一方面，随着农业机械行业的扩大和农村科教文卫事业的发展，农村对普通机床、中低档机床也有一定的需求，特别是发展中的乡镇企业，因其具有生产力成本低，劳动密集的特点，多采用普通机床。并且我国的普通机床性能优势明显，出口潜力巨大，一直是我国出口的主要产品。其中，普通车床、铣床、砂轮机等已是世界最大供货国。
5、在相当长的时期内，普通机床在中国的市场规模将呈现快速增长3的态势。正是基于上述因素，我们研发的多功能摇臂铣床产品随着技术的进步, 其主要技术指标也在进步提高, 通过提升质量降低成本，从而在市场中占有一席之地，既满足了市场需求，又带动了企业的自身发展。二、新二、新产产品开品开发发的的总总体思路体思路(一)、开发的总体思路通过对市场的调研，结合对国内外摇臂铣床产品技术水平的分析。我们认为，当前市场对其整体技术要求已经比过去高得多，既要求功能多、适应面广，更要求精度高、可靠性强。因此，我们通过采用消化吸收先进技术和自主创新相结合的研发方案，定位研发的可转向铣头摇臂铣床产品以精度高、可靠性强为核心，从
6、技术的各个方面加以保证，并且尽可能多的增加铣床功能，保证了最大范围的产品适应面，以一个崭新的多功能摇臂铣床产品的外貌也现，给市场需求一个足够的信心。根据这一思路，从机床设计、制造和使用等方面进行综合的考虑，整机的开发主要从以下几个方面入手：1、着重解决机床刚性问题，设计出具有自主知识产权的双层壁高刚性床身。保证机床有足够的刚性，以保持机床精度持久性，提高了刀具的耐用度，加工出高精度的零件。2、采用新技术，设计出具有四导轨的工作台纵向进给导引机构，导引面包容导向，使其受力时而产生的变形最小，极大提高了铣床的4定位精度，是传统普通铣床精度的三倍。3、根据所加工条件，确定主轴有级、无级两种变速形式，
7、及转速范围和变速级数，拟定出机床主运动传动结构方案和传动系统图，确定出各传动副的传动比；合理的确定出主轴电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。4、零部件的通用化：应用现有先进技术，减少开发风险，缩短开发周期，最大限度地考虑机床的系列化和部件的通用化程度；整机应遵循模块化设计原则，从全系列通用的角度考虑将多功能摇臂铣床工作台、床身、导轨鞍座、升降座、伸臂等主要部件分别设计成若干模块，以便用各种不同规格的模块进行组合各种不同品种、规格的产品，满足用户选型的需要。5、设计手段：遵循模块化设计，采用计算机辅助设计(CAD)和借助有限元分析手段，对机床
8、基础大件设计，如床身、导轨鞍座、升降座、伸臂等进行优化设计，缩短设计周期，节约原材料，提高机床的静动态特性。（二）、主要性能参数5研发成功的可转向铣头摇臂铣床产品，其主要性能参数如下：三、新三、新产产品开品开发发的具体内容及的具体内容及创创新点新点本项目所研发的可转向铣头摇臂铣床产品，是在传统摇臂铣床上进行了多项创新型优化设计，采用了双层壁高刚性机身、具有四导引型号 名称单位JF-25TJF-25VJF-32TJF-32V工作台尺寸 宽长(可选配)mm2501270（1370）3201270（1370）X 轴行程760710Y 轴行程410420工 作 台 行 程Z 轴行程mm410415主轴
9、行程mm127 主轴进给mm/rL 0.0450.03；M 0.0860.03；H 0.1420.03绕 Y 轴90主 轴主轴 旋转绕 X 轴452 级133225350540低 速 档4 级601121752702 级1100185629164530有 级 变 速高 速 档4 级55092914582266低速段50405主 轴 转 速无 级 变 速高速段r/min4303505T 型槽 宽度间距槽数1663.5316753外形尺寸 (长宽高)mm170019002130170019352140净重kg112012506的导轨鞍座、高刚性网状结构工作台、及双向锁紧的万向头等专利技术，整机具有
10、精度高、刚性好、使用方便、操作简单、生产效率高等特点，且价格低廉、性价比适宜，深受用户欢迎。如图 1 所示，图 1(一)新产品开发的具体内容1、方案设计确定整机规格、技术要求、技术特点、外观设计、技术难点、创新技术、适用范围、功能特点、基本成本，最终确定出所开发的产品达到应有时代特点的技术水平和本公司发展的需要，且功能价格应符合市场的要求。2、围绕提升产品精度问题的研究通过对铣床的零件加工装配工艺、导轨鞍座导引形式、传动形式、主要基础件的结构形式及应力处理方式等几方面的综合研究，提升本产品的几何精度、定位精度和加工精度。3、满足产品多功能的设计研究通过模块化设计，使我们研发的可转向铣头摇臂铣床
11、产品，其主轴变速分为有级、无级两种；可配 R8 和 NT30 两种不同的主轴型式；7工作台具有不同规格尺寸；纵向进给还可以手动或自动等，通过不同模块的组合，可装配成多种不同配置的机型供客户选择。另一方面，本产品铣头能左右回转90，前后回转45，滑枕不仅能前后伸缩，并可在水平内作 360回转，极大提高了铣床的有效工作范围。产品的加工特性范围广，可以用来铣削平面、任意角度斜面、沟槽，还可以用来钻、铰、镗任意角度的孔。（二）新产品创新点1、双层壁高刚性机身结构设计技术本产品多功能摇臂铣床工作时，其最大受力处在于机身立柱上，和传统铣床所不同的是，我们把机身的内侧壁设计为双层结构，该双层壁形成了中空腔体
12、，且在该中空腔体内分别设有相互交错的一组横向及一组纵向筋板将两层壁连成网格状中空结构，这样大大增加了机身的刚性和强度，使机床的稳定性增加，延长机床的使用寿命，并且也提高了零件的加工精度。同时它又对抑制共振,降低噪声起了很大作用，其整机噪声76dB（A）。结构如图 2 所示。图 2（2）高刚性网状工作台结构设计技术8在工作台的内腔由一组横向筋板及一组纵向筋板隔成交错的网格状结构，形成中空网状结构。这样在铸造时，其壁厚均匀，降低了铸造时的不良缺陷，提高了铸件的合格率，节约了原材料，热处理加工后的变形量也小；并且其刚度、强度好，重量轻，运动阻力小。当工作台移到一边，变成悬臂梁时，因为轻且刚性高，机床
13、运动平稳，从而可提高了工作台的运动精度。如图 3 所示。图 3（3）四导引的导轨鞍座结构设计技术和传统铣床不同的是，本系列产品在工作台的鞍座和升降座上的相应位置上分别平行设计了四条燕尾形的导槽和导轨，导槽和导轨间采用间隙配合的导引结构。通过采用四导引机构避免了定位导引的精度损失，极大提高了工作台的定位精度；由于工作时受力均匀，也提高了机床的使用寿命。如图 4 所示。9图 4（4）双向锁紧的万向头结构设计技术为了使铣床万向头与机座可靠连接，又要能在保证其回转精度情况下灵活转向。在万向头上开设一环形槽，槽的两侧各开设三个螺栓通孔；在机座上设置一 U 型伸出臂，伸出臂的内侧面与万向头两侧分别紧固连接
14、。该结构比一般传统式单向锁紧方式更牢固、更精密，锁紧力是传统方式的两倍。如图 5 所示。图 5四、新四、新产产品品试试制情况及解决的工制情况及解决的工艺艺技技术问题术问题(一)新产品研制情况本产品可转向铣头摇臂铣床研制起于 2009 年 6 月，至 2010 年 8月试产成功。研制过程历经市场调研、决策、产品设计、样机试制、用户试用、改进设计、小批量试产、制定企业标准等研发阶段过程。1、市场调研、决策阶段：搜集国内外有关摇臂铣床的市场需求信息，分析国内摇臂铣床的生产现状，调查当前相关行业使用铣床产品的用途及生产工艺，对本项目产品的研制进行论证和决策。2、产品设计、工艺文件编制阶段：10绘制样机
15、总图、装配图、零件图、电气线路图、润滑系统图等技术文件；编制生产工艺技术文件资料，形成样机试制的指导性文件。并准备好各种工装夹具和检测仪器等必要的设备；完成标准件的采购及零件的加工工作。3、样机试制、试用及改进设计阶段：按照设计图样和生产工艺技术文件的要求，进入样机试制。经试制成功的样机进行整机进行试验，达到设计目标要求后，经用户试用，对不足之处进行改进。4、小批量试产试销阶段：根据定型的样机，进行小批量试产试销，进一步完善 JF 系列多功能摇臂铣床的设计指标，提高运行效率，达到高效、高精度的要求。5、制定产品标准阶段：编制 Q/ZZYF 002-2011可转向铣头摇臂铣床企业产品标准，并完成
16、企业产品标准备案。（二）新产品解决的工艺技术问题1、工艺技术路线：生产工艺方案制定 生产工艺卡片制定 标准件、材料选购 质量检测 零部件加工 质量检测 部件组装 产品总装 产品空运行试验 产品最终检验 合格出厂2、主要解决的工艺技术问题“设计”是产品可靠性的基础， “制造”是实现产品可靠性的保障。所以控制每一个过程环节，提高制造工艺水平，是保证机床精度的关键。为了提高零部件的加工质量，我们对关键的零部件的加工艺进行攻关，将设计基准、工艺基准、装配基准统一考虑，以达到图纸设计要求。设计出万向头工装、伸出臂铣齿工装、圆盘工装、机身加工工装、升降座加工工装等十几个工装，提高了零件的加工精度和加工效率。（1）升降座的加工夹具设计11升降座是在机座导轨上工作的运动部件，其与机座导轨的配合接触是保证铣床运动精度的根本。我们通过设计一可自动调节定位的升降座夹具工装，一次装夹，可完成五面加工；并且夹具立柱可自动调节，消除了铸件毛坯的误差。不仅提高了加工效率，且加工后，可做到了机座导轨和升降座导轨的优良配合。如图
