發布時間:2023年06月27日 瀏覽次數:3901
2023年3月28日(rì),中國機床工具工業協會公布了“關於2022年(nián)度中國機床工具工業協會先進會員(十(shí)佳)的表(biǎo)彰(zhāng)決定”,對10家“自主(zhǔ)創新十佳”和(hé)10家“產品質量十佳”企業(yè)進行了(le)表彰,並於(yú)CIMT2023展會開幕首(shǒu)日給獲獎企業頒發了獎牌。為了更好地宣(xuān)傳這些先進會員企業,協會傳媒部針對十佳企業及(jí)其產品組織了係列專題報道(dào),以協會行業發展部提供的資(zī)料為素材(cái)整理成宣傳稿,經與相關企(qǐ)業確認後,在協會主辦(bàn)的全媒體平台(tái)陸續公開發布(bù)(排名不分先後),供業界(jiè)同仁(rén)參考,以期共同進步。
協會傳媒部
一(yī)、產品亮點
浙江绿巨人草莓丝瓜樱桃秋葵榴莲污免费版股(gǔ)份有限公司(簡稱“杭(háng)機股份”)研發的大口徑光(guāng)學元件超聲銑磨拋成套裝(zhuāng)備,采用橋式(shì)框架移動式結構布局,具(jù)有高剛性、高精度及強大的多手(shǒu)段揉合功(gōng)能,配置超精密(mì)閉式(shì)靜壓回轉工作(zuò)台,可自由統配超精密靜壓主軸、超(chāo)聲刀柄、磨拋頭、應力盤、磁流變組合(hé)及搖臂式輪廓度儀等關鍵部件,設備配置(zhì)有尋邊定(dìng)位係統(tǒng),可快速定位光學元件坐標,提高工作效率。設備可對3米級光學元件進行超(chāo)精密銑(xǐ)磨加工、多自(zì)由度(dù)快速研拋(pāo)及高精度測(cè)量,完成光學元件(jiàn)磨削、研拋、精拋、檢測、確定性修形的全部加工工藝。

設備配置高精度絕對式(shì)光柵(shān),保證機床軸係高精度;配置國產五軸聯(lián)動數控係統,實現機床多手段、多組合的磨拋加工技術。最大限度(dù)地(dì)降低光學元件在超精(jīng)密磨削過程中的亞表麵損傷層深度,提高加工(gōng)精度和效率。加工精度為拋光階段麵形≤10nm,表麵粗糙度≤1nm RMS;機床(chuáng)精度為直線軸重複定位(wèi)精(jīng)度≤1µm,靜壓主軸回轉精度≤0.2µm,靜壓轉台回轉精度≤0.5µm。
設備主要用於(yú)大口徑(jìng)非球麵(miàn)反射鏡以及SiC/Si、光學玻璃高效光(guāng)學元件的磨削(xuē)、磨拋(pāo)精密加工及在線輪廓測量,可完成光學元件磨削、研拋、粗拋、檢測、確定性修形的全部加工工藝(yì)。
設備的研(yán)製成功,打破國內超大口徑空間光學反射(shè)鏡製造能力瓶頸,為我國航(háng)天等重點領域(yù)的大(dà)型光學元件加工提供(gòng)關鍵設備保障,對提高我(wǒ)國超大口徑光學(xué)元件(jiàn)加工技術起到重(chóng)要促進作用。
二、產品特點及技術(shù)水平
1. 產品結構特點
本機床采用龍門框架移動式結構布局,由雙床身架(jià)、橫梁及橫梁支座(zuò)組成一個剛性(xìng)框架結構,中間是直徑3m的靜壓回轉工作台(tái)(C軸)。機床具有X、Y、Z三個平動軸,橫梁沿雙床(chuáng)身(shēn)架上的導軌做縱(zòng)向運動,橫梁沿左側床身架(jià)的縱向運動為Y1軸,橫梁沿右側床身架的(de)縱(zòng)向運動為Y2軸,橫梁通過Y1與Y2同步驅(qū)動實現縱向移動。
在橫(héng)梁上有兩套橫向拖板,橫向拖板沿橫梁導軌做(zuò)橫向運動,橫(héng)向拖板的橫向(xiàng)運動為X1、X2軸。橫向拖板前部有垂直拖板,垂直拖板沿橫向拖(tuō)板(bǎn)上作垂直升降運動,即Z1、Z2軸。
超精密非球麵磨削主機垂直拖板(bǎn)下方可安裝超精密(mì)磨削主軸和搖臂式輪廓儀測量係統,主軸與(yǔ)垂直拖板之間安裝有一擺動分度軸(zhóu)——B1、B2軸,實現各(gè)磨頭和繞(rào)Y軸方向±100°擺動。非球麵超精密銑磨設(shè)備B1、B2軸可安裝超精密磨削主軸和搖臂(bì)式輪廓測量裝置等;多自由度快速研拋設備B1、B2軸可(kě)自由選(xuǎn)裝小磨頭數控研拋裝置、應力盤研拋裝置(zhì)、磁流體拋光裝置和搖臂(bì)式輪廓測(cè)量裝(zhuāng)置等。
該設(shè)備共有9個數(shù)控軸(6個直(zhí)線(xiàn)軸、3個回轉軸),工作時需要(yào)進行5軸聯動控製。

2. 技術難點與創(chuàng)新點研(yán)究(jiū)
(1)技術(shù)難點
①掌握2000mm直徑超精密閉式靜壓工(gōng)作台設計與製造技術;掌握大直徑閉式靜(jìng)壓工(gōng)作台(tái)的超高精度(轉台回轉(zhuǎn)精度≤0.5μm)的設(shè)計、製造、裝配方法,解決了大直徑轉台回轉精度及穩定性問題(tí),形成關(guān)鍵零(líng)件加工和部件裝配規範。
②掌(zhǎng)握高精度(dù)靜壓回轉工作台的全(quán)性能測(cè)試方(fāng)法,解決高精度(dù)功能部件製造裝配難、檢測難的問題。
③掌握長絲杠垂度誤差控製技術。由於設備X軸(橫向拖板左右運行)進給機構采用的是(shì)絲杠副傳動,絲杠跨度大於6m,為避免絲杠垂度的(de)影響(xiǎng),需要更改或(huò)優化傳動機(jī)構。采(cǎi)用螺(luó)母旋轉絲(sī)杠副傳動,並根據橫梁運行曲線適當調整確定絲杠副的(de)支撐拉力。
④設備采用(yòng)1µm級重(chóng)複(fù)定位精度直線軸進給機構設計、裝配工藝方法、規範檢測方法,提(tí)高機床精度(dù)。
⑤優(yōu)化龍門框架式(shì)移(yí)動結構設計(jì)與製造工(gōng)藝,有效提高非球麵超精密銑磨設備的(de)機床精(jīng)度,有效提升(shēng)多自由度快速研拋設備的各(gè)軸加速度和移動(dòng)速度,提高設備加工(gōng)效率。
(2)技術創新點
①高精密靜壓工作台的設計製造裝配調試檢測(cè)技術;
②單機床複合(hé)多手段、多工位(wèi)銑磨/研拋(pāo)功能技術,拓展功能化、模(mó)塊化、標準化設計設計(jì)方法(fǎ),提高設(shè)備集成化(huà),滿足(zú)光學元件對主(zhǔ)機設備的多功能要求;
③大型機(jī)床動態和熱態特(tè)性分析及(jí)優化,掌握大型機床模態變(biàn)化規律及優(yōu)化方法。
(3)國內外研製情況
隨著光學製造技(jì)術的發展,針對地基、機載大口徑望遠鏡的研(yán)究已在全球掀起熱潮,而大口徑望遠鏡的需求對光學製造能力的牽(qiān)引,掀起(qǐ)了全球光學(xué)製造行業的技(jì)術創新(xīn)熱(rè)潮。美國Arizona大學(xué)、QED公司,德國(guó)CARL ZIESS、NTG,日本CANON,英國(guó)CRANFIELD等多家公司和研究機構均推出了獨具特色的製(zhì)造裝備和工(gōng)藝,大口徑光學製造技術的研(yán)究和(hé)發展已經國際化。
針對RB‐SiC等(děng)硬脆材料加工中存在的問題,從20世紀 90年代開始(shǐ),國外一些公司(sī)開始研究(jiū)硬脆(cuì)材料的超聲加工技(jì)術,開展超聲加工裝備研製。如DMG公司開發了可(kě)用於加工陶瓷、RB‐SiC、C/C複合材料等難加工材料的超聲銑磨設備。此(cǐ)外,奧地(dì)利 GFM公司(sī)、德國GEISS公司、法國CRENO公司都已研發出超聲加工(gōng)專(zhuān)用機床(chuáng),並成功(gōng)應用於航空(kōng)航天製造等領域。

DMG公司開(kāi)發的五軸超聲磨(mó)削加工中心
與國外先進(jìn)水平相比,目前我國航空航天製造企業大都采用傳統的磨削方(fāng)法加工光學材料構件,在加工質量、成品率、加工效率、工具磨損等方麵存在(zài)或多(duō)或少的問題,顯示出自主研發的重要性。
近年來,我(wǒ)國經濟技術發展迅猛,國力日漸強盛,未來(lái)也將(jiāng)需要建造自己的巨型(xíng)天文望遠鏡。在(zài)地基望遠鏡中,近期關於(yú)我國12m天文望遠鏡(jìng)技術方案的爭論正在公開進(jìn)行,中外學者們紛紛公開發表自己的觀點(diǎn),問題焦點集中於望遠鏡光學係統方案的(de)選定和國際化問題,但(dàn)本質上是方(fāng)案的技術(shù)實現可行性問題。
研究直接麵向超大口徑反射鏡的高效率、高精度製造問題,通過高效率製造裝備的產業化和大口徑製造(zào)工(gōng)藝規範化(huà),實現大口徑(jìng)光學元件(jiàn)的批量化生產,將為未(wèi)來製(zhì)造巨型拚接主鏡提供強有力的技術(shù)保障(zhàng)。
(4)技術水平
本設備是公司第三代產品。第一代產品已經成功生產出4.13m大口(kǒu)徑反射鏡,經(jīng)一(yī)代、二代技術(shù)累積(jī),在機(jī)床性能、精度、多(duō)手段揉(róu)合技術方(fāng)麵有進一步創新及應用。
綜合相(xiàng)關技術及產品應用要求,绿巨人草莓丝瓜樱桃秋葵榴莲污免费版研發的非球麵超精(jīng)密(mì)銑磨設備/多自由度快速研拋設備,為我國光學產業升級、研發高性能光(guāng)電產品提供可靠的(de)技術保障(zhàng),補實了國內(nèi)自主研製大型光學元件的高(gāo)精高效生產製造體係的重要一環,滿足國民經濟和國防安全領域需求,具有(yǒu)良好的經濟和社會效益。

三、圍繞該產品所開(kāi)展的技術創新工作
1.采(cǎi)取項目負責製。由公司技術副總負責項目的實施和推進,公(gōng)司負責人參與協調項目進(jìn)展,同時督促公(gōng)司配套資(zī)金及相應的(de)人力、物力全部落實到位,以保障課題順利實施(shī)。
2.製訂項目管理辦法。確定技術資料、財務、生(shēng)產流程文檔等的管理要求;定期組織階段考評會,檢(jiǎn)查計劃進(jìn)展,協調存在的問題(tí),保障課題實施(shī)的時效性;製訂項目開發時間表(biǎo),確定項目裏程碑(bēi)計(jì)劃(huá)。
3.項目任務(wù)分工明(míng)確。對項目研發(fā)內容的關鍵技術及技術創(chuàng)新點進行羅(luó)列分解,確定項(xiàng)目技術方案和技(jì)術路線,由此組織(zhī)相關人(rén)員進行攻(gōng)關。定期對項目組成(chéng)員進行考(kǎo)核,並(bìng)以(yǐ)此作為項目獎勵依據。項(xiàng)目獎勵注(zhù)重工作成果、工作實效,有效促進了科技人員(yuán)的(de)研發積極性。
4.人員培養工作。在組織精兵強(qiáng)將的同時,帶動青年員工參與到項目中來,從實際操作中學習(xí)。加強與高等院校(xiào)和用戶形成長期緊密(mì)型(xíng)產、學、研(yán)、用合作(zuò)模式,逐步形成大口徑光學(xué)元件精密加工製造示範(fàn)基地。並依托高等院校科研優勢,建成一支以中青年為主的精密加工(gōng)技術及裝備研究團(tuán)隊,以及(jí)掌握(wò)高效高精銑磨工藝、高精輪廓檢測工藝、高品質研(yán)拋工藝的高級技術人才隊伍,推動中國高端機床裝備的持續發展。
四、產品應用效果及產業化前景
大口徑非球麵產品應用市場(chǎng)規模大,相(xiàng)關加工(gōng)、檢測等製造設備也具有廣闊的市場空間。該設備可完成2000mm口(kǒu)徑以內反射鏡元件的高效製造,實現(xiàn)1500-2000mm量級光學元件的快速、高效生產,加工效率顯著提升,滿足國防、天文等領(lǐng)域不斷增長的市場需求。
該設備的研製將打破國外技術壟斷(duàn),實現2000mm大口徑非球麵反射鏡製造高端數控機(jī)床國產化(huà),在行業和專(zhuān)業領域發揮示範作用,為我國光學產業升級提供可靠的技術保障,推動光學製造業向(xiàng)高檔次、高質量方向發展。
該設(shè)備的大口徑非球麵加工工藝及(jí)技術成果(guǒ)可應用(yòng)於民用天文觀測、減災、氣象、國土資(zī)源管(guǎn)控、環保等方麵,將產生顯(xiǎn)著的社會效益;相關技術成果可應用於測(cè)繪等方麵,將(jiāng)在國防安全方麵發揮顯著作用。針(zhēn)對該產品研發功能部件和加工工藝的研究成果,有望在航(háng)空工業超硬複合材料加工(gōng)產業得到應用(yòng),從(cóng)而推動周邊產(chǎn)業技術進步。
(圖文轉載自中(zhōng)國機床工具工業協會(huì))
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