【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，能夠容易加工出螺旋回轉(zhuǎn)面刀具刀刃上各點(diǎn)所要求的法向前角和螺旋角，這是對(duì)現(xiàn)代刀具加工技術(shù)的重大革新和完善?！№?xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)： 項(xiàng)目的機(jī)械技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)述MKW6014型數(shù)控工具磨床為五軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。該機(jī)床的設(shè)計(jì)與其結(jié)構(gòu)是在充分分析及消化了世界上同類萬(wàn)能工具磨床的基礎(chǔ)上，集各家所長(zhǎng)并突出自己的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的。為了保證機(jī)床的確實(shí)可靠及實(shí)用，機(jī)床在設(shè)計(jì)制造以后，又經(jīng)過(guò)了近一年的試運(yùn)行考核，做了必要的設(shè)計(jì)修改，使機(jī)床得到進(jìn)一步完善并正式定型。通過(guò)使用證明，MKW6014機(jī)床不但具有較寬的加工柔性，更具有可靠的工作穩(wěn)定性。其良好的剛性主軸設(shè)計(jì)使機(jī)床在加工大規(guī)格工件時(shí)更具特點(diǎn)。機(jī)床不但可以用來(lái)生產(chǎn)制造高速鋼、整體硬質(zhì)合金工具，同時(shí)還可以方便地對(duì)精密復(fù)雜刀具進(jìn)行重磨。機(jī)床的整體設(shè)計(jì)非常緊湊，機(jī)床工作所需要的所有輔助系統(tǒng)均內(nèi)裝于機(jī)床之中，如，冷卻油過(guò)濾系統(tǒng)，油霧過(guò)濾系統(tǒng)，高壓冷卻油供給系統(tǒng)以及集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。機(jī)床工作區(qū)的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)、工作門開(kāi)啟后操作者的舒適工作環(huán)境也是機(jī)床的一大特色。 項(xiàng)目軟、硬件主要特點(diǎn)簡(jiǎn)述(1)要保證數(shù)控機(jī)床的硬質(zhì)合金刀具（象：球頭銑刀、螺旋錐度銑刀等）具有良好的切削性能，刀具的幾何角度參數(shù)非常重要。依據(jù)復(fù)雜曲面的成形理論，以上特種刀具的幾何參數(shù)必須在具有五軸五聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上才能實(shí)現(xiàn)。MKW6014機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)采用了SUNTEC－16M計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有8軸聯(lián)動(dòng)的能力。從可靠性考慮，機(jī)床上的全部五個(gè)數(shù)字電機(jī)和驅(qū)動(dòng)放大器等與控制系統(tǒng)的配置輔助系統(tǒng)全部選用了與SUNTEC系統(tǒng)相匹配的star產(chǎn)品，通過(guò)近兩年的使用，控制系統(tǒng)從未發(fā)生過(guò)系統(tǒng)故障等不安全事故。SUNTEC控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的輔助系統(tǒng)如自動(dòng)潤(rùn)滑、冷卻油噴射等實(shí)行自動(dòng)控制，并提供故障保護(hù)報(bào)警及停機(jī)。(2)機(jī)床的數(shù)控成形軟件由西安交通大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化研究所與我們合作共同開(kāi)發(fā)，它主要分螺旋銑刀類、鉆頭類、旋轉(zhuǎn)銼類等。這類軟件為直接菜單式數(shù)據(jù)輸入，每項(xiàng)數(shù)據(jù)都盡可能的配置了說(shuō)明及圖示，以便于操作者的理解。為了便于刀具設(shè)計(jì)者進(jìn)行新刀具設(shè)計(jì)或?qū)Φ毒哌M(jìn)行槽形的改進(jìn)設(shè)計(jì)，軟件中配置了計(jì)算機(jī)模擬加工顯示功能。這樣在改變刀具參數(shù)后，不用進(jìn)行試磨就可以從屏幕上看到它的模擬加工過(guò)程。人機(jī)界面操作方便，可預(yù)測(cè)性強(qiáng)。——解決了五軸CNC數(shù)控系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)，真正把CNC五軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在了數(shù)控工具磨床上，并完成了MKW6014五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床的樣機(jī)制造。樣機(jī)彩色照片見(jiàn)申請(qǐng)材料附件?！⒘嘶谖遢SCNC數(shù)控系統(tǒng)和五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)學(xué)模型庫(kù)，包括螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等刀具的數(shù)學(xué)模型及其刀位計(jì)算、五軸聯(lián)動(dòng)控制、砂輪中心運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、動(dòng)態(tài)加工模擬等軟件包?！鉀Q了五軸聯(lián)動(dòng)的技術(shù)難點(diǎn)。螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等由于刃形復(fù)雜，加之品種規(guī)格繁多，因此刃磨相當(dāng)困難，傳統(tǒng)的刃磨方法是利用各種機(jī)械裝置并輔以手工操作來(lái)完成，不僅加工效率低、成本高，而且刃磨質(zhì)量難以保證。我們研制開(kāi)發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床是建立在上述刀具幾何模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)五軸CNC數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)結(jié)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的刃磨運(yùn)動(dòng)模型，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)。這個(gè)技術(shù)關(guān)鍵的解決為我廠研制開(kāi)發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類水平奠定了基礎(chǔ)。——解決了五坐標(biāo)插補(bǔ)技術(shù)難點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等刀具的刃磨運(yùn)動(dòng)，需要進(jìn)行五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制，五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制的核心是五坐標(biāo)插補(bǔ)，我們?cè)谘兄崎_(kāi)發(fā)中采用刃點(diǎn)跟蹤法，實(shí)現(xiàn)了五坐標(biāo)插補(bǔ)?！_(kāi)發(fā)了切削加工過(guò)程模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有加工任務(wù)選擇、工藝分析、工具軌跡形成、圖象圖形模擬仿真、結(jié)果分析、數(shù)據(jù)保存等主要功能?！膊牧霞庸ぜ夹g(shù)的應(yīng)用。磨削硬質(zhì)合金產(chǎn)生的切削熱很高，勢(shì)必對(duì)砂輪的選用和切削液的選取要求提高，為此我們選取了最新研制的含有低溫結(jié)合劑的金剛石砂輪和超強(qiáng)冷卻液。同時(shí)利用自行開(kāi)發(fā)的自適應(yīng)控制優(yōu)化軟件對(duì)切削力的變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整切削參數(shù)，既保證了砂輪的耐用性，也保證了工件的定位精度和機(jī)床工作的平穩(wěn)性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)床的使用壽命?！邉傂札堥T結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了保證機(jī)床具有良好的剛性、穩(wěn)定性以及高精密度，采用了高剛性的龍門防震鑄鐵結(jié)構(gòu)、剛性直線導(dǎo)軌、精密滾珠絲杠和蝸輪蝸桿副。 項(xiàng)目技術(shù)來(lái)源本項(xiàng)目由我廠和西安交通大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)，實(shí)行產(chǎn)學(xué)研一體。共同確定數(shù)學(xué)模型的建立和配套軟件以及工具磨床機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工、安裝、調(diào)試，項(xiàng)目投資由我廠承擔(dān)，項(xiàng)目成果歸雙方所有，產(chǎn)品銷售后利益雙方共享。雙方有責(zé)任對(duì)對(duì)方的技術(shù)和經(jīng)營(yíng)秘密保密，相互信任，長(zhǎng)期合作。非不可抗拒因素此項(xiàng)目不得中斷，否則違約方應(yīng)賠償對(duì)方經(jīng)濟(jì)損失。在項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，西安交大隨時(shí)派人來(lái)廠業(yè)務(wù)技術(shù)指導(dǎo)，解決所出現(xiàn)的各種問(wèn)題，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)合同見(jiàn)申請(qǐng)材料附件。　本項(xiàng)目國(guó)內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)述　本項(xiàng)目國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀由于現(xiàn)代制造技術(shù)的大規(guī)模興起以及現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)裝備——數(shù)控機(jī)床、加工中心和柔性制造單元的廣泛應(yīng)用，對(duì)刀具的尺寸精度和性能一致性提出了更高的要求。同時(shí)由于模具，飛機(jī)和汽車等精密制造業(yè)使用數(shù)控機(jī)床，致使這些基礎(chǔ)設(shè)備上涌現(xiàn)出大批廓形復(fù)雜的新型特種數(shù)控刀具，如整體硬質(zhì)合金球銑刀、整體硬質(zhì)合金橢球形銑刀、螺旋銼等。據(jù)已掌握的資料，在當(dāng)今高度工業(yè)化國(guó)家，這類特型數(shù)控刀具普遍實(shí)現(xiàn)了一次數(shù)控磨削成形的加工工藝，而且利用軟硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各種特型刀具加工功能的轉(zhuǎn)換。目前圓錐球頭立銑刀的磨削加工只有德國(guó)WALTER、美國(guó)的HUFMAN、瑞士的STRAUSAK及日本牧野這樣實(shí)力雄厚的公司才能精確地加工出來(lái)，因?yàn)榧庸み@種刀具需要高精度多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控工具磨床以及高精度的加工數(shù)據(jù)計(jì)算。 　本項(xiàng)目國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，由于數(shù)控技術(shù)起步較晚，用于刀具制造的專用數(shù)控機(jī)床試制工作長(zhǎng)期進(jìn)展不大，影響了特種刀具的生產(chǎn)制造，特種刀具只能由熟練的磨鋒技工手動(dòng)操作加工，一種類型的刀具就要訂作一套專用的機(jī)構(gòu)，而且加工速度慢、效率低、成本高。我們生產(chǎn)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床同德國(guó)WALTER公司的產(chǎn)品一樣，通過(guò)自己開(kāi)發(fā)的軟件能夠加工設(shè)計(jì)要求的各種形狀的特型刀具和一般平面刀具，省去了各種繁雜的專用夾具，人機(jī)界面操作方便，安裝夾緊簡(jiǎn)單，解決了五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)各軸桿的分配及相應(yīng)時(shí)間分配，為特型刀具的手動(dòng)操作加工轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)加工開(kāi)創(chuàng)了先河?！№?xiàng)目產(chǎn)品和國(guó)外同類產(chǎn)品的比較簡(jiǎn)述該項(xiàng)目產(chǎn)品和WALTER公司的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床在性能指標(biāo)上稍有差距，主要是X軸、Y軸、Z軸的移動(dòng)量，各軸的分辨率和砂輪直徑尚不及WALTER公司的同類產(chǎn)品，X軸移動(dòng)量小50mm、Y軸小50mm、Z軸小350mm，X、Y、176。、176。，砂輪直徑小70mm。在今后的生產(chǎn)過(guò)程中，將逐步采用Ⅱ型軟件，采用精度更高的加長(zhǎng)滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，加大蝸輪蝸桿功率，產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)才能達(dá)到WALTER公司同類產(chǎn)品的指標(biāo)。現(xiàn)將項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和WALTER公司產(chǎn)品的指標(biāo)列表對(duì)比如下：性能項(xiàng)目產(chǎn)品MKW6014德國(guó)Walter Mini Power工作臺(tái)縱向最大移動(dòng)量（X軸）300mm350mm工作臺(tái)橫向最大移動(dòng)量（Y軸）150mm200mm重直方向最大移動(dòng)量 （Z軸）120mm470mmX、Y、Z軸分辨率A軸分辨率176。176。C軸分辨率176。176。砂輪最大直徑80mm150mm項(xiàng)目的成熟性和可靠性論述我廠生產(chǎn)的該項(xiàng)目產(chǎn)品樣機(jī)已經(jīng)制成，技術(shù)成熟，可以磨削生產(chǎn)12種螺旋銼中的兩種。2001年7