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2022先進(jìn)會(huì)員（創(chuàng)新十佳）| 武重：W099雙輥輪數(shù)控強(qiáng)力旋壓機(jī)
【2022先進(jìn)會(huì)員（創(chuàng)新十佳）】
武重：W099雙輥輪數(shù)控強(qiáng)力旋壓機(jī)
2023年3月28日，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)公布了“關(guān)于2022年度中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)先進(jìn)會(huì)員（十佳）的表彰決定”，對(duì)10家“自主創(chuàng)新十佳”和10家“產(chǎn)品質(zhì)量十佳”企業(yè)進(jìn)行了表彰，并于CIMT2023展會(huì)開(kāi)幕首日給獲獎(jiǎng)企業(yè)頒發(fā)了獎(jiǎng)牌。為了更好地宣傳這些先進(jìn)會(huì)員企業(yè)，協(xié)會(huì)傳媒部針對(duì)十佳企業(yè)及其產(chǎn)品組織了系列專題報(bào)道，以協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經(jīng)與相關(guān)企業(yè)確認(rèn)后，在協(xié)會(huì)主辦的全媒體平臺(tái)陸續(xù)公開(kāi)發(fā)布（排名不分先后），供業(yè)界同仁參考，以期共同進(jìn)步。
1. 產(chǎn)品簡(jiǎn)介
W099旋壓機(jī)是武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司為用戶專門制造的雙輥輪強(qiáng)力旋壓機(jī)，具有技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，旋壓力大，剛性高、精度高、可靠性高及操作方便等特點(diǎn)。
W099采用臥式布局和雙旋輪座水平對(duì)稱結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)度2500mm，反旋長(zhǎng)度4500mm。主要用于大型曲母線軸對(duì)稱工件的旋壓加工，可進(jìn)行筒形件的正旋、反旋，并可實(shí)現(xiàn)錯(cuò)距旋壓。
W099技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、精度高、效率高，已成功完成了多批次新型號(hào)高精度復(fù)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(dá)到了國(guó)際領(lǐng)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(fā)成功的芯模母線跟蹤旋壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)免編程智能旋壓技術(shù)的突破。
2. 產(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)水平
（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
機(jī)床采用臥式布置的形式和左、右旋輪座水平對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)正旋、反旋的同步和錯(cuò)距旋壓。旋輪座為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，具有在床身上進(jìn)行平移和角度調(diào)整及位置固定功能，以實(shí)現(xiàn)曲母線軸對(duì)稱工件和筒形件旋壓成形。
旋輪頭具有可調(diào)整、固定功能，以實(shí)現(xiàn)不同攻角下旋壓成形。
（2）產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
①芯模母線跟蹤旋壓技術(shù)：發(fā)明了一種旋壓機(jī)床高精度錄返方法，顛覆了傳統(tǒng)的精確找正芯模及調(diào)整旋輪座的絕對(duì)坐標(biāo)控制法，創(chuàng)新了相對(duì)坐標(biāo)控制策略，研發(fā)了專用的旋壓數(shù)據(jù)采集、處理、優(yōu)化、控制軟件，實(shí)現(xiàn)了免編程智能旋壓。
②旋輪座伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌及其耦合技術(shù)：針對(duì)大推力伺服油缸高精度控制要求，研發(fā)了伺服閥和比例閥并聯(lián)伺服控制系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了閉式雙承載止退導(dǎo)軌，克服了徑向大旋壓力的影響，解決了靜壓導(dǎo)軌重載高精度的難題。創(chuàng)新了一項(xiàng)伺服油缸-靜壓導(dǎo)軌耦合模態(tài)分析方法，實(shí)現(xiàn)了伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌的有機(jī)耦合。發(fā)明了一種油缸驅(qū)動(dòng)的滑枕結(jié)構(gòu)。
發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)力旋壓機(jī)采用滾珠絲桿磨損快及滑動(dòng)導(dǎo)軌動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差異大，造成機(jī)床低速進(jìn)給爬行及精度保持性差等關(guān)鍵問(wèn)題，研究應(yīng)用了旋輪座伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌及其耦合技術(shù)。通過(guò)伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌耦合，解決了大推力高精度進(jìn)給技術(shù)難題，提升了機(jī)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(diào)控技術(shù)：發(fā)明了大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件高精度旋壓與調(diào)控技術(shù)。通過(guò)數(shù)字仿真確定旋輪定位、旋輪軌跡、壓邊圈約束參數(shù)，根據(jù)數(shù)值模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)旋壓芯模，制定合理的旋輪進(jìn)給比、旋壓間隙和旋壓偏離率等工藝參數(shù)，大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件成品率得到了質(zhì)的提升。突破了大型曲母線變壁厚薄壁件的工藝技術(shù)瓶頸。
（3）技術(shù)水平
機(jī)床技術(shù)參數(shù)能滿足用戶要求，產(chǎn)品主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
實(shí)測(cè)精度：
旋輪橫向定位精度：0.03mm；
旋輪橫向重復(fù)定位精度：0.02mm；
旋輪縱向定位精度：0.05mm
旋輪縱向重復(fù)定位精度：0.025mm；
尾頂座主軸徑向跳動(dòng)：0.01mm；
左、右旋輪同步精度±0.05mm。
主軸箱的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使主軸箱軸向承載能力保證400t的條件下，主軸徑向跳動(dòng)達(dá)到0.01mm，優(yōu)于國(guó)外先進(jìn)強(qiáng)力旋壓機(jī)精度水平。大推力伺服油缸與大承載閉式恒流靜壓導(dǎo)軌有機(jī)耦合，4個(gè)數(shù)控軸定位精度達(dá)到或優(yōu)于0.02mm，位置精度達(dá)到了高檔重型金屬切削機(jī)床的水平。旋輪座通過(guò)3個(gè)伺服油缸、滑塊、回轉(zhuǎn)軸的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了旋輪座方位和位置的數(shù)字化自動(dòng)調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，定位準(zhǔn)確。
此外，伺服液壓系統(tǒng)采用電子泵供油，液壓油油壓、流量自適應(yīng)控制，噪音低、節(jié)能，貫穿了綠色環(huán)保的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念。
3. 圍繞該產(chǎn)品所開(kāi)展的技術(shù)創(chuàng)新工作
（1）芯模母線跟蹤旋壓技術(shù)
本項(xiàng)目成功攻克芯模母線跟蹤旋壓技術(shù)，該系統(tǒng)不同于以往的常規(guī)仿形旋壓、芯模復(fù)制和錄返示教。是真正利用高精度傳感器精確采集芯模數(shù)據(jù)，同時(shí)運(yùn)用合理的算法將其運(yùn)用程序生成中。在本軟件中，我們采取了特殊的編程手段，結(jié)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(shù)據(jù)處理中，結(jié)合旋壓工藝的特點(diǎn)以及機(jī)床自身定位精度，我們通過(guò)調(diào)整采集參數(shù)，提高了采集效率。芯模母線跟蹤數(shù)據(jù)計(jì)算精度已經(jīng)可以保持在0.01mm以內(nèi)，精度略高于機(jī)床自身的定位精度。
（2）旋輪座伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌及其耦合技術(shù)
本旋輪座伺服油缸和靜壓導(dǎo)軌及其耦合技術(shù)研究，解決了旋輪座大承載和高精度旋壓進(jìn)給的難題，位置精度達(dá)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(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
（3）大型曲母線變壁厚薄壁旋壓件高精度旋壓與調(diào)控技術(shù)
根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計(jì)了旋壓芯模，制定了合理的旋輪進(jìn)給比、旋壓間隙和旋壓偏離率等工藝參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果證明：采用優(yōu)化的旋壓芯模和工藝參數(shù)，選用W099/70T兩旋輪數(shù)控強(qiáng)力旋壓機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)大型變壁厚超高強(qiáng)度鋼橢球封頭的高精度控制，產(chǎn)品合格品率由原來(lái)的60%左右提高到現(xiàn)在的100%。
4. 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)化前景
W099雙輥輪數(shù)控強(qiáng)力旋壓機(jī)自投入使用以來(lái)，機(jī)床性能穩(wěn)定，加工精度高，加工效率顯著提高。機(jī)床可用于旋壓高強(qiáng)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(lái)源：協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部及相關(guān)企業(yè) 摘編整理：梅峰）
