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    青海二機(jī)專項(xiàng)成果展示資料
    發(fā)布時(shí)間: 2020-11-13 11:42:01 被閱覽數(shù): 25299 次 來(lái)源: 青海第二機(jī)床制造有限責(zé)任公司

    一、項(xiàng)目基本情況

    青海第二機(jī)床制造有限責(zé)任公司承擔(dān)了數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直裝備及其關(guān)鍵技術(shù)(“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)2011ZX4002-021)課題,總目標(biāo)是研制開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)先進(jìn)的適合轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的數(shù)控曲軸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備和相關(guān)輔助設(shè)備與工具,并在用戶生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。開展曲軸頸圓角滾壓強(qiáng)化機(jī)理研究和圓角滾壓強(qiáng)化工藝試驗(yàn),進(jìn)行曲軸滾壓變形規(guī)律及校直工藝過程的研究。改變我國(guó)高檔數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓設(shè)備需要進(jìn)口的現(xiàn)狀。該課題以青海第二機(jī)床有限責(zé)任公司為牽頭承擔(dān)單位,武漢理工大學(xué)為參與承擔(dān)單位,并由東風(fēng)汽車工藝研究所專家馮美斌先生形成“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的高水平研究開發(fā)團(tuán)隊(duì),共同開展本課題整體方案的制定和協(xié)同攻關(guān),確保課題技術(shù)路線的科學(xué)制定和目標(biāo)的圓滿完成。

     

    二、新技術(shù)應(yīng)用情況

    (1)曲軸滾壓校直技術(shù)(校直理論與模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))。

    (2)開發(fā)具有自學(xué)功能的智能專家系統(tǒng)。

    (3)精密定位和在線精密測(cè)量。

    (4)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制和多通路壓力控制液壓伺服系統(tǒng);

    三、主要突破

    設(shè)計(jì)制造出新一代數(shù)控曲軸圓角滾壓機(jī)床,主要研究?jī)?nèi)容:

    (1)滾壓工藝參數(shù)與曲軸強(qiáng)度的關(guān)系研究

    (2)曲軸滾壓參數(shù)與滾壓變形規(guī)律研究及校直工藝過程研究

    同時(shí)解決了曲軸圓角滾壓過程中以下問題:

    (1)滾壓過程中滾壓輪變壓力進(jìn)行滾壓。

    (2)對(duì)滾壓后曲軸伸長(zhǎng)及曲軸彎曲變形進(jìn)行有效控制。

    (3)規(guī)范控制系統(tǒng)抗干擾能力差的問題。

    四、產(chǎn)品性能與水平分析

    機(jī)床一次裝夾可實(shí)現(xiàn)曲軸所有主軸頸、連桿頸上的沉割槽圓角滾壓、在線測(cè)量、滾壓校直的自動(dòng)加工全過程,工作效率高,勞動(dòng)強(qiáng)度低,調(diào)整方便,機(jī)床采用懸掛式九鉗結(jié)構(gòu)系國(guó)內(nèi)外首創(chuàng),突破了導(dǎo)軌式曲軸圓角滾壓機(jī)床目前只設(shè)置5個(gè)滾壓鉗的局限。

    項(xiàng)目已達(dá)到國(guó)內(nèi)同類機(jī)床技術(shù)領(lǐng)先水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

    五、推廣及服務(wù)舉措

    數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直機(jī)床(廠內(nèi)產(chǎn)品型號(hào)QH2-042,產(chǎn)品名稱:數(shù)控曲軸圓角滾壓機(jī)床)已經(jīng)于2012年8月研制完成,并根據(jù)與四川宜賓普什汽車零部件有限公司簽訂的合同交付用戶,在用戶處得到示范應(yīng)用。

    六、合作方、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況

    課題的合作方為武漢理工大學(xué)。

    目前課題已形成以下標(biāo)準(zhǔn)、專利及科技論文。

    1、標(biāo)準(zhǔn)

    數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直裝備

    包括:(1)術(shù)語(yǔ)

    (2)數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與校直機(jī)床 技術(shù)條件

    (3)數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與校直機(jī)床 精度檢驗(yàn)

    (4)數(shù)控曲軸車床 技術(shù)條件

    (5)數(shù)控曲軸車床 精度檢驗(yàn)

    2、專利

    (1)發(fā)明專利: 曲軸圓角滾壓機(jī)床的滾壓頭

    (2)實(shí)用新型專利:一種多柱塞加壓油缸

    3、科技論文

    (1)數(shù)控曲軸圓角滾壓機(jī)床的設(shè)計(jì)

    七、專項(xiàng)對(duì)企業(yè)技術(shù)的影響以及成果在用戶單位的應(yīng)用情況

    近年來(lái),我國(guó)的汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展,引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),行業(yè)的整體水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是,雖然國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)花費(fèi)大量資金從國(guó)外引進(jìn)了先進(jìn)的制造設(shè)備,但部分技術(shù)被國(guó)外廠家封鎖,致使很多設(shè)備只應(yīng)用于少數(shù)型號(hào)的曲軸加工。多數(shù)企業(yè)無(wú)力支付高昂的進(jìn)口設(shè)備和轉(zhuǎn)讓技術(shù)費(fèi)用。

    曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)正是幾項(xiàng)被國(guó)外控制的先進(jìn)制造設(shè)備和先進(jìn)制造技術(shù)之一。曲軸是內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵零件之一,其質(zhì)量好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的工作性能和運(yùn)行安全性。由于曲軸在高轉(zhuǎn)速下工作,承受交變載荷,工作情況惡劣。因此,必須對(duì)曲軸軸頸圓角進(jìn)行強(qiáng)化處理,以增強(qiáng)曲軸在高轉(zhuǎn)速工況和交變載荷作用下的抗疲勞損傷能力,提高其可靠性和使用壽命。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)曲軸強(qiáng)化處理的工藝主要有:氮化、噴丸、感應(yīng)淬火、圓角滾壓、復(fù)合強(qiáng)化等。研究和實(shí)驗(yàn)表明:與其他強(qiáng)化處理工藝相比,圓角滾壓處理可顯著提高曲軸的耐疲勞性,可使球鐵曲軸的壽命提高120%-300%、鋼曲軸的壽命提高70%-150%。另一方面,圓角滾壓工藝還具有生產(chǎn)效率高和節(jié)能、節(jié)約成本、環(huán)保的特性。在國(guó)外,對(duì)曲軸強(qiáng)化處理幾乎全部采用圓角滾壓工藝,這已成為曲軸生產(chǎn)企業(yè)提高曲軸性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。

    在國(guó)內(nèi),發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸圓角滾壓與滾壓校直高檔機(jī)床目前全靠進(jìn)口,單臺(tái)進(jìn)口價(jià)格在120萬(wàn)美元左右。這極大的制約了我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸圓角滾壓處理工藝的推廣應(yīng)用。數(shù)控曲軸圓角滾壓校直機(jī)床的開發(fā)與推廣應(yīng)用可為我國(guó)汽車工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。同時(shí),該項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)提高我國(guó)機(jī)床行業(yè)制造裝備的自主研發(fā)能力和生產(chǎn)能力都有著重大意義。

    本機(jī)床是針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸容易產(chǎn)生疲勞斷裂失效的問題,開展曲軸頸圓角滾壓工藝技術(shù)的研究,并在此基礎(chǔ)上研制開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓機(jī)床,解決曲軸的殘余壓應(yīng)力等問題,并在用戶生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

    該課題總體目標(biāo)為研制開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)先進(jìn)的適合轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備和相關(guān)輔助設(shè)備與工具,并在用戶生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。開展曲軸頸圓角滾壓強(qiáng)化機(jī)理研究和圓角滾壓強(qiáng)化工藝試驗(yàn),進(jìn)行曲軸滾壓變形規(guī)律及校直工藝過程的研究。改變我國(guó)高檔數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓設(shè)備需要進(jìn)口的現(xiàn)狀。本課題完全遵照重大專項(xiàng)的指導(dǎo)思想進(jìn)行研究,以自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新相結(jié)合的方式加快掌握核心技術(shù),加速產(chǎn)品研究開發(fā)進(jìn)程,盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

    通過課題的實(shí)施,青海第二機(jī)床制造有限責(zé)任公司形成高水平曲軸軸頸圓角滾壓工藝技術(shù)及裝備的研究開發(fā)團(tuán)隊(duì)。以本課題的研究為契機(jī),開展數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備所急需的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究,解決數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備開發(fā)過程中若干重大技術(shù)問題,形成一套完整的數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備的技術(shù)開發(fā)路線和關(guān)鍵技術(shù)研究成果,為數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備開發(fā)提供技術(shù)支撐。

    我公司技術(shù)中心具有較高研發(fā)水平,技術(shù)中心也被評(píng)為“省級(jí)技術(shù)中心”。該項(xiàng)目課題的實(shí)施形成了專業(yè)研發(fā)數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓工藝研發(fā)以及裝備研究的研發(fā)隊(duì)伍,形成一套完整的曲軸類專用機(jī)床研發(fā)體系,充分帶動(dòng)了企業(yè)技術(shù)研發(fā)水平并且強(qiáng)化了我公司技術(shù)中心的技術(shù)力量,培養(yǎng)了8-10名機(jī)械類專業(yè)設(shè)計(jì)人才。開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究,建立相關(guān)的工藝技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),并形成以“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的高水平專業(yè)機(jī)床的研究開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

    本課題的成功實(shí)施,不僅可以為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)提供數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備,滿足相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的批量產(chǎn)業(yè)化需求,而且將在相關(guān)重大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得一批成果,促進(jìn)曲軸強(qiáng)化裝備的設(shè)計(jì)與制造水平,進(jìn)而提升相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)水平、精度穩(wěn)定性、可靠性,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

    課題合作單位武漢理工大學(xué),將在本課題中承擔(dān)理論部分和實(shí)驗(yàn)部分的任務(wù),其學(xué)術(shù)力量雄厚。汽車零部件及裝備設(shè)計(jì)制造、性能測(cè)試、機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)與控制等多個(gè)方向形成了鮮明的特色和優(yōu)勢(shì),尤其在曲軸圓角滾壓工藝與裝備、滾壓校直、曲軸復(fù)合車削加工基礎(chǔ)理論,以及機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)在線檢測(cè)和控制等關(guān)鍵技術(shù)方面,開展了長(zhǎng)期的研究,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果,并承諾為本課題的研究提有力的技術(shù)支持。青海第二機(jī)床制造有限責(zé)任公司與武漢理工大學(xué)商定,本課題實(shí)施后形成的科技資源和技術(shù)成果,為雙方共同的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。此課題成功后,產(chǎn)生的市場(chǎng)效益和經(jīng)濟(jì)效益,由雙方屆時(shí)另行商定。

    八、課題解決的重大問題

    (1)設(shè)計(jì)并研制適合轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直機(jī)床:完成該設(shè)備的軟、硬件設(shè)計(jì),專用數(shù)控系統(tǒng)和專用液壓伺服系統(tǒng)的開發(fā)試驗(yàn),樣機(jī)的機(jī)械零部件的加工、裝配、調(diào)試,開發(fā)適合轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備,接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并形成示范應(yīng)用。

    (2)設(shè)計(jì)并研制相關(guān)輔助設(shè)備:完成與數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直設(shè)備相關(guān)的輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造,主要包括用于加工曲軸軸頸與沉割槽的機(jī)床,為保證數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直機(jī)床的普及應(yīng)用提供可靠保證。

    (3)曲軸圓角滾壓強(qiáng)化機(jī)理研究與曲軸圓角滾壓及滾壓校直工藝過程研究:在已有的成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步通過對(duì)曲軸疲勞斷裂的原因分析,研究滾壓技術(shù)對(duì)增強(qiáng)曲軸軸頸圓角硬度,在曲軸軸頸圓角處預(yù)加壓應(yīng)力以抵消曲軸工作時(shí)軸頸過渡處的部分拉應(yīng)力,提高曲軸疲勞壽命的理論基礎(chǔ)和原理;研究曲軸材料、曲軸結(jié)構(gòu)、曲軸滾壓工藝過程和工藝參數(shù)與曲軸變形規(guī)律之間的關(guān)系,為提高滾壓和校直的正確性和工作效率,為開發(fā)出技術(shù)先進(jìn)的曲軸滾壓專用數(shù)控系統(tǒng)和專用液壓伺服系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

    (4)曲軸圓角滾壓強(qiáng)化工藝試驗(yàn):通過對(duì)曲軸圓角滾壓不同工藝過程和不同工藝類型的分析,進(jìn)行不同曲軸圓角滾壓工藝參數(shù)對(duì)疲勞強(qiáng)度影響的工藝試驗(yàn),優(yōu)化工藝參數(shù),并對(duì)樣機(jī)加工的試件進(jìn)行全面的工藝試驗(yàn),為數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直機(jī)床的優(yōu)化和改進(jìn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

    (5)開展曲軸滾壓技術(shù)規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究,提出曲軸圓角滾壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)定方法:針對(duì)曲軸頸圓角滾壓,提出適合國(guó)產(chǎn)曲軸的曲軸頸圓角滾壓的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)范,制定出曲軸圓角滾壓圓角的檢驗(yàn)和評(píng)定規(guī)范及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)數(shù)控曲軸軸頸圓角滾壓與滾壓校直機(jī)床和相關(guān)輔助設(shè)備制定出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與加工、裝配制造工藝規(guī)范。

    目前,該項(xiàng)目樣機(jī)已經(jīng)研制成功,發(fā)至用戶試用,得到用戶一致好評(píng),在用戶處得到示范應(yīng)用。同時(shí),該機(jī)床也將繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試,從而在加工精度以及穩(wěn)定性等方面達(dá)到更高水平。

     


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