2022先進會員（創新十佳）| 武重：W099雙輥輪數控強力旋壓機
【2022先進會員（創新十佳）】
武重：W099雙輥輪數控強力旋壓機
2023年3月28日，中國機床工具工業協會公布了“關于2022年度中國機床工具工業協會先進會員（十佳）的表彰決定”，對10家“自主創新十佳”和10家“產品質量十佳”企業進行了表彰，并于CIMT2023展會開幕首日給獲獎企業頒發了獎牌。為了更好地宣傳這些先進會員企業，協會傳媒部針對十佳企業及其產品組織了系列專題報道，以協會行業發展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經與相關企業確認后，在協會主辦的全媒體平臺陸續公開發布（排名不分先后），供業界同仁參考，以期共同進步。
1. 產品簡介
W099旋壓機是武漢重型機床集團有限公司為用戶專門制造的雙輥輪強力旋壓機，具有技術成熟，結構先進，旋壓力大，剛性高、精度高、可靠性高及操作方便等特點。
W099采用臥式布局和雙旋輪座水平對稱結構，縱向旋壓力70t，橫向旋壓力70t，尾頂推力60t，最大旋壓直徑2300mm，正旋長度2500mm，反旋長度4500mm。主要用于大型曲母線軸對稱工件的旋壓加工，可進行筒形件的正旋、反旋，并可實現錯距旋壓。
W099技術先進、性能穩定、精度高、效率高，已成功完成了多批次新型號高精度復雜曲母線變壁厚大型封頭、大型殼體的旋壓加工，加工精度達到了國際領先水平，解決了用戶急需解決的瓶頸工藝裝備難題。特別是研發成功的芯模母線跟蹤旋壓技術，實現了我國免編程智能旋壓技術的突破。
2. 產品特點及技術水平
（1）產品結構特點
機床采用臥式布置的形式和左、右旋輪座水平對稱結構，可實現正旋、反旋的同步和錯距旋壓。旋輪座為開式結構，具有在床身上進行平移和角度調整及位置固定功能，以實現曲母線軸對稱工件和筒形件旋壓成形。
旋輪頭具有可調整、固定功能，以實現不同攻角下旋壓成形。
（2）產品技術創新點
①芯模母線跟蹤旋壓技術：發明了一種旋壓機床高精度錄返方法，顛覆了傳統的精確找正芯模及調整旋輪座的絕對坐標控制法，創新了相對坐標控制策略，研發了專用的旋壓數據采集、處理、優化、控制軟件，實現了免編程智能旋壓。
②旋輪座伺服油缸和靜壓導軌及其耦合技術：針對大推力伺服油缸高精度控制要求，研發了伺服閥和比例閥并聯伺服控制系統。開發了閉式雙承載止退導軌，克服了徑向大旋壓力的影響，解決了靜壓導軌重載高精度的難題。創新了一項伺服油缸-靜壓導軌耦合模態分析方法，實現了伺服油缸和靜壓導軌的有機耦合。發明了一種油缸驅動的滑枕結構。
發現了強力旋壓機采用滾珠絲桿磨損快及滑動導軌動、靜摩擦系數差異大，造成機床低速進給爬行及精度保持性差等關鍵問題，研究應用了旋輪座伺服油缸和靜壓導軌及其耦合技術。通過伺服油缸和靜壓導軌耦合，解決了大推力高精度進給技術難題，提升了機床加工精度和性能。
③大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件高精度旋壓與調控技術：發明了大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件高精度旋壓與調控技術。通過數字仿真確定旋輪定位、旋輪軌跡、壓邊圈約束參數，根據數值模擬優化設計旋壓芯模，制定合理的旋輪進給比、旋壓間隙和旋壓偏離率等工藝參數，大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件成品率得到了質的提升。突破了大型曲母線變壁厚薄壁件的工藝技術瓶頸。
（3）技術水平
機床技術參數能滿足用戶要求，產品主要性能指標達到國際先進水平。
實測精度：
旋輪橫向定位精度：0.03mm；
旋輪橫向重復定位精度：0.02mm；
旋輪縱向定位精度：0.05mm
旋輪縱向重復定位精度：0.025mm；
尾頂座主軸徑向跳動：0.01mm；
左、右旋輪同步精度±0.05mm。
主軸箱的特殊結構設計，使主軸箱軸向承載能力保證400t的條件下，主軸徑向跳動達到0.01mm，優于國外先進強力旋壓機精度水平。大推力伺服油缸與大承載閉式恒流靜壓導軌有機耦合，4個數控軸定位精度達到或優于0.02mm，位置精度達到了高檔重型金屬切削機床的水平。旋輪座通過3個伺服油缸、滑塊、回轉軸的創新設計，實現了旋輪座方位和位置的數字化自動調節，結構緊湊，操作方便，定位準確。
此外，伺服液壓系統采用電子泵供油，液壓油油壓、流量自適應控制，噪音低、節能，貫穿了綠色環保的先進設計理念。
3. 圍繞該產品所開展的技術創新工作
（1）芯模母線跟蹤旋壓技術
本項目成功攻克芯模母線跟蹤旋壓技術，該系統不同于以往的常規仿形旋壓、芯模復制和錄返示教。是真正利用高精度傳感器精確采集芯模數據，同時運用合理的算法將其運用程序生成中。在本軟件中，我們采取了特殊的編程手段，結合我們的高精度路徑，可以得到高精度、易修正的旋壓程序。這種方法非常適用于旋壓加工。
在數據處理中，結合旋壓工藝的特點以及機床自身定位精度，我們通過調整采集參數，提高了采集效率。芯模母線跟蹤數據計算精度已經可以保持在0.01mm以內，精度略高于機床自身的定位精度。
（2）旋輪座伺服油缸和靜壓導軌及其耦合技術
本旋輪座伺服油缸和靜壓導軌及其耦合技術研究，解決了旋輪座大承載和高精度旋壓進給的難題，位置精度達到0.02mm，直徑為2300mm的大型封頭壁厚精度由0.5mm提高到0.15mm，成品輪廓度由10mm提高到1mm，旋壓零件精度達到國際領先水平。
（3）大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件高精度旋壓與調控技術
根據數值模擬結果，優化設計了旋壓芯模，制定了合理的旋輪進給比、旋壓間隙和旋壓偏離率等工藝參數。試驗結果證明：采用優化的旋壓芯模和工藝參數，選用W099/70T兩旋輪數控強力旋壓機，能夠實現大型變壁厚超高強度鋼橢球封頭的高精度控制，產品合格品率由原來的60%左右提高到現在的100%。
4. 產品應用領域及產業化前景
W099雙輥輪數控強力旋壓機自投入使用以來，機床性能穩定，加工精度高，加工效率顯著提高。機床可用于旋壓高強度鋁合金材料等零部件，能完全滿足用戶工藝要求，并能支撐工藝提升。
（素材來源：協會行業發展部及相關企業 摘編整理：梅峰）
