科研设备单项论证数控双柱立式车床资料.docx
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科研设备单项论证数控双柱立式车床资料
设备单项论证
——数控双柱立式车床（6.3米）
1.设备名称及数量
名称：
数控双柱立式车床（6.3米）
数量：
1台
2.购置本设备的必要性
2.1设备承担的主要任务
该设备主要承担2MW、5MW风电电机的圆筒、磁轭、端板、盘等焊接校正后的车内外圆及焊接坡口加工。
2.2工艺特点及加工要求介绍
2MW、5MW风电电机的圆筒、磁轭、端板、盘等零件焊接校正后需车加工内外圆、端面和焊接坡口，以便机座和转子支架的搭焊。
2.3.现有工艺条件及存在问题
我部现有一台1989年由电机事业部调入的1960年捷克生产的立式车床，其最大加工直径为2500mm，最大加工高度为1000mm。
2MW风电电机机座的圆筒外径为4820mm，高度为1556mm，重量为12.07吨。
5MW风电电机机座的圆筒外径为5840mm，高度为2280mm，重量为25.83吨。
现有设备和新增5米数控双柱立式车床均无法进行车加工，需新增设备。
2.4.设备选型合理性分析
新增加的设备最大加工直径为6300mm，最大加工高度为3200mm，最大工件重量为63吨，能满足以上零件的车加工要求。
2.5.协作条件及协作可能性
目前公司内XXXXX公司和XX公司各有一台同类型设备。
3.设备选型
3.1.同类设备主要生产厂家及其产品的简单介绍
武汉重型机床集团有限公司是国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全的大型骨干企业。
2011年10月，公司成为中国兵器工业集团公司的子集团单位。
中国兵器工业集团公司致力于建设与我国国际地位相适应的兵器工业，打造有抱负、负责任、受尊重国家战略团队，把集团公司建设成为国际一流防务集团和国家重型装备、特种化工、光电信息重要产业基地。
公司承担着中国兵器重型装备板块发展重任。
现为中国机床工具工业协会副理事长单位、重型机床分会理事长单位、重型机床标准化主任委员及秘书处挂靠单位。
现有在岗员工3000余人，工程技术人员420余人，其中，国家级专家4人，省市级专家11人，兵器首席专家1人，科技带头人2人。
公司通过实施整体搬迁改造，已成为国内加工设备最先进、规模最大、制造能力最强的数控重型、超重型机床研发基地，中部地区一流的国际化加工协作基地，建设有国家级企业技术中心、国家技术创新示范企业、国家博士后科研工作站、国家级高档重型机床产业技术创新联盟、机械工业高档重型机床工程研究中心、院士专家工作站等一大批国家或行业级创新平台。
公司下属有武汉武重铸锻有限公司、武汉威泰数控立车有限公司、武汉善福重型机床有限公司、武汉武重装备再制造工程有限公司、武汉武重金属结构工程技术有限公司、武汉武重矿山机械有限公司、武重数控镗床公司、武重数控铣床公司、武重大件加工厂和武重中小件加工厂等10个子（分）公司及分厂。
公司主导产品有重型、超重型立式车床、卧式车床、不落轮对车床、卧式加工中心和落地铣镗床、龙门镗铣床、滚齿机、回转工作台及各种专用机械设备等8大类、50多个系列、300余个品种，产品全部实现数控化和复合化功能；公司还能为客户提供机床大修改造、设备再制造、机械加工服务和各类铸、锻、金属结构件产品。
两万多台套由武重研制的工作母机服务于我国能源、交通、冶金、机械、铁路、航空、航天、军工等行业，并向40多个国家和地区出口。
近几年，公司承担研制完成了国家“863”计划项目1项、国家科技重大专项8项、国债项目3项、省市级科研项目10余项，研发了一批首台首套具有自主知识产权的国产化高档数控机床产品，满足了国家重大项目的加工需求，为提升我国装备制造业水平做出重要贡献。
双柱立式数控车床最大加工直径10m。
齐重数控装备股份有限公司（简称齐重数控），前身为齐齐哈尔第一机床厂，始建于1950年，是国家一五时期重点建设的156个项目之一，为我国机床行业大型重点骨干企业和行业排头兵企业。
2007年末，浙江天马轴承股份有限公司与齐重数控进行了战略重组，重组后的齐重数控为上市公司天马股份的全资子公司。
公司占地面积106万平方米，建筑面积42万平方米，现有员工4000余人，企业拥有雄厚的生产制造能力，拥有柔性加工线、柔性加工单元等国内外高精尖设备2000余台套。
经过多年的持续发展，公司现有10个装配车间，15个机加车间。
目前，年生产各类机床能力在1500台左右，自建厂以来，累计生产各类机床4万多台套。
公司主导产品以立、卧式重型机床为主，同时拥有重型深孔钻镗床、铁路车床、轧辊车床、曲轴车床、落地铣镗床、立式磨床、立式铣齿机床、滚齿机床等10大类、26个系列、600多个品种的机床产品。
公司的一大批产品已经达到了世界先进水平，设计结构合理、生产技术先进，并且全部拥有自主知识产权。
公司能够生产亚洲最大的数控立式车床加工直径达25米，工件最大承重600吨；卧式车床最大加工直径达6.3米，最大加工长度为18米。
国内机床产品市场占有率达到50%。
公司科研实力雄厚，技术力量庞大，研究设备精良，拥有由研发中心和技术中心组成的国家级技术中心，拥有以政府特殊贡献专家、国内机床行业学科带头人为代表的科研开发队伍，拥有工程技术人员1120人，平均每年可推出新产品25个。
公司引进了美国戴尔公司的网络系统、工作站、服务器等先进设备，通过应用UG绘图软件、CAD、CAPP、三维动态仿真、虚拟制造技术对产品进行三维实体装配、干涉检测、动态分析等现代化设计手段实现了设计信息化，大大提高了设计质量，缩短了设计周期。
齐重数控是国内机床行业首家成功实施ERP资源管理的企业，是国家科技部认定的国家级重点高新技术企业，全国CAD应用工程示范企业。
公司与清华大学、哈工大、华中理工等院校形成紧密的科研联合体，是黑龙江省研究生培养创新基地，建立了博士后流动站。
公司是国家一级计量企业，拥有美国进口的超声波探伤仪、日本进口的三坐标测量仪、双频激光干涉仪等一批精密检测仪器。
近年来，齐重数控大力推行技术创新和管理创新，并通过大规模的技术改造，加速技术创新成果转化，取得了显著成效。
通过技术改造齐重数控一大批高精尖的重型把关设备陆续投入使用，一些代表国内先进水平的现代化重型生产车间相继建造完成。
目前，企业拥有1.5万平方米亚洲最大的超重型机加装配车间、1万平方米国内最大的数字化生态重型加工车间、3.5万平方米具有国际竞争力的柔性制造中心、1.3万平方米具有国际先进水平的精密轴齿加工中心、1.5万平方米的结构件制造中心等一批国内先进的现代化车间。
齐重数控已经跻身世界级机床企业行列，重型机床产品的技术水平和生产制造能力已经步入世界第一方阵，成为国际知名、国内一流的重大装备及国防装备保障产业化基地。
双柱立式数控车床最大加工直径16m。
瓦房店重型机床制造有限公司位于开放城市大连，地处辽东半岛南端，沈大高速公路穿境而过，中长铁路纵贯市区，依山傍水，风景秀丽，气候宜人，海陆空交通条件堪称一流。
公司先后被评为全国500家最大机械工业企业、国家一级计量检测单位、部、省、市质量管理先进单位，并通过了ISO9001-2000质量体系认证。
公司拥有50年机床专业生产实践经验，形成了一个技术力量雄厚、工艺装备精良、生产条件完备、检测手段完善、质量管理健全的开发—制造—服务全过程质量保证体系。
公司立足于自身的技术优势、成本优势和服务优势，确立了“以用户为中心，以市场为导向，坚持技术创新，持续开发数控化、个性化、多功能化特色产品”的发展方向。
建立了自主创新开发和高科技嫁接两者良性互动的技术创新机制。
潜心研发高科技、高可靠性、高适用性的新产品。
我公司牢牢把握市场竞争主动权，广泛满足用户新需求，持续开发了130余种新品种特色数控机床，被国内汽车、电机、轴承、阀门、齿轮、矿山机械、工程机械、通用机械等制造业广泛应用于各类零部件的粗、精加工。
公司成功开发了集车、铣、镗、磨等工艺功能于一身的光机电一体化复合机床系列产品，成为一项国内重大装备制造业和军事工业急需的主要替代进口系列产品。
公司主导产品已形成最大加工直径从630毫米至8000毫米的单、双柱普通立式车床；单、双柱数控立式车床；固定横梁立式车床系列产品以及光机电一体化数控复合机床系列产品。
此外，我公司建立了覆盖全国的销售服务网络，对用户恪守信誉，承诺责任，在不断降低成本的基础上，力争以最优惠的价格、最优质的产品、最周到的服务，赢得广大用户的好评。
数控双立柱5m和6.3m立车为该公司主打产品。
3.2同类设备不同生产厂家产品性能参数及价格比较分析表：
序号
型号
生产厂家
比较项目
CD5263E
×35/63
DVT630×35/63P-NC
CK5263D×31/50
武汉重型
齐重数控
大连瓦重
1
主要性能、参数
1.1
最大车削工件直径
Φ6300mm
Φ6300mm
Φ6300mm
1.2
工作台直径
Φ5700mm
Φ5700mm
Φ6300mm
1.3
最大车削工件高度
3500mm
3150mm
3150mm
1.4
垂直刀架滑枕最大行程
2300mm
2500mm
2300mm
1.5
左刀架
数控
数控
数控
1.6
右刀架
数控
数控
数控
1.7
数控系统
西门子828D
西门子828D
西门子828D
2
报价（万元）
590
637
450
4.设备预算
预算：
450万元
5.设备介绍
供方在生产制造过程中，遵循有关国家行业标准，并保证提供符合本技术规范书和工业标准的优质产品。
5.1.主要技术参数
5.1.1基本参数
工件最大切削直径φ6300mm
工件最大高度≥3500mm
工件最大重量≥63000kg
5.1.2工作台
★工作台直径φ6300mm
工作台变速级数-两档无级
工作台转速-0.315～31.5r/min
工作台最大车削扭矩≥160kN
主电机功率≥82KW
5.1.3数控刀架
左右刀架水平行程50～3350mm
★左右刀架垂直行程≥2300mm
★左右刀架滑枕截面尺寸-----------------≥300×300mm（方滑枕）
5.1.4机床导轨尺寸
立柱导轨宽度--------------------------≥800mm
横梁导轨宽度--------------------------≥1250mm
底座导轨外径--------------------------≥φ3000mm
5.1.5横梁
横梁最大行程2650mm
5.2机床主要用途及组成
5.2.1机床主要用途
本机床适用于高速钢刀具、硬质合金刀具和陶瓷刀具,加工各种有色金属、黑色金属和部分非金属材料。
该机床配套数控系统为西门子828D数控系统，可进行内外圆柱面、内外圆锥面、平面、螺纹、圆孤及一定形状的回转曲面加工。
5.2.2机床组成
本机床主要由左右立柱、中间联接梁、主传动变速箱、工作台及工作台底座、横梁及其升降机构、左右数控刀架、液压系统、电气系统、走台、操作系统等组成。
5.2.3主要结构及性能
采用计算机辅助设计和优化设计方法，执行国家现行精度标准及本企业内部标准，配置国内、外先进的功能部件，具有机床动静态刚度高，各项运动安全可靠，使用寿命长，加工效率高的高科技机电一体化产品特点。
5.2.3.1机床的总体布局
本机床由左右立柱、中间联接梁和工作台底座构成的热对称结构龙门框架。
主要大、中铸件采用高强度、低应力铸铁整体铸造成型；大型铸件设计结构合理，具有高强度、高刚性特点；所有铸件均采用热时效和振动时效两次时效处理，消除内应力，确保机床的精度具有长期保持性和稳定性。
在左右立柱上端安装齿轮～蜗轮蜗杆传动箱（或齿轮减速箱），由中间梁上的双轴伸交流电机驱动，经螺母～梯形丝杠副（双丝杠）带动横梁在立柱导轨上下移动。
在横梁上配置两个垂直刀架，左右刀架均由西门子伺服电机，配齿轮减速机驱动滚珠丝杠旋转，实现数控刀架的各种动作，垂直轴电机均带制动器。
该机床各轴均采用半闭环控制，机床上的主要操作均集中在独立操作按钮站上。
5.2.3.2主传动机构
该机床的主传动由一台西门子交流伺服主轴电机，将动力传递至主变速箱，实现工作台车削时所需的动力和转速。
主电机采用西门子交流伺服驱动系统来控制，实现无级调速。
由于主电机的调速范围有限，不能满足工作台需要的转速范围，故采用机械两档变速箱进行齿轮交换，扩大调速范围。
两档变速由电磁滑阀控制油缸油路来交换滑移齿轮，实现换档变速，使工作台获得0.315-31.5r/min转速，其操作集中在按钮站上。
变速箱中全部齿轮采用淬火～磨削工艺，获得高的传动精度及传动效率，并降低传动的振动与噪声。
5.2.3.3进给机构
左、右数控刀架的水平（X轴）和垂直（Z轴）两个方向的进给或快速移动，均由西门子伺服驱动单元控制西门子交流伺服电机，通过齿轮减速机带动滚珠丝杠旋转，使垂直刀架在X轴、Z轴两个方向均得到相应的伺服进给或快速移动。
为了防止断电影响滑枕向下滑动，垂直轴电机带失电制动。
5.2.3.4工作台部分
工作台部分由工作台、工作台底座、主轴及其传动机构组成。
工作台和工作台底座采用热对称结构，能够减少工作台热变形，从而减少热变形对加工精度的影响，使工作台保持长期稳定工作。
工作台采用分块铸造，加工后组合加工成型。
工作台主轴采用短轴结构，在主轴上装有1套双列短圆柱滚子轴承，其内孔具有1：
12锥孔，通过调整轴承径向游隙，保证工作台高精度回转，并且有高的工作寿命。
工作台导轨为恒流静压导轨，由多头等量分油器对各个静压油腔恒流供油。
多头等量分油器装有压力继电器，用来检测管道压力，在压力低于设定值时，工作台停止工作；在静压导轨面设有油膜测厚装置，当油膜厚度小于设定值时，工作台停止工作，防止研伤工作台静压导轨。
静压导轨镶嵌的锌铝合金导轨板安装在工作台底座上，经精密刮研加工后，要求承载能力大，动态刚性及稳定性好，抗颠覆能力强，机床液压系统要求稳定可靠，工作台运动平稳。
在液压系统配置油温控制制冷机，对工作台静压导轨油和润滑油的温度进行有效控制，保证工作台在恒温状态下平稳运行。
工作台主轴安装编码器，可实现螺纹加工和恒线速车削功能。
工作台面上设T型槽，用于安装卡盘爪等机床附件。
5.2.3.5龙门架
龙门架由左右立柱、连接梁、顶梁、横梁升降部件等组成。
左右立柱采用高强度、低应力铸铁整体铸造成型。
在左右立柱上端安装齿轮～蜗轮蜗杆传动箱（或齿轮减速箱），由中间梁上的双轴伸交流电机驱动，经螺母～梯形丝杠副（双丝杠）带动横梁在立柱导轨上下移动。
在立柱安装固定式钢直梯子，龙门架顶部安装防护围栏，便于维修人员攀爬、检测和维修，同时保护维修人员的人身安全。
5.2.3.6横梁部分
横梁在立柱导轨上作升降运动，由双丝杠升降横梁，由交流电机驱动。
横梁由刀架水平进给传动机构、横梁夹紧机构及液压装置等组成。
在横梁左、右升降螺母座下方，各安装一个铜制安全浮动螺母，当丝杠～升降螺母失效后，铜螺母起到支承横梁和刀架重量和安全保护作用，确保横梁升降过程中准确、安全可靠地工作，防止造成重大设备安全事故。
横梁卡紧采用碟簧夹紧油压放松。
该夹紧机构具有结构简单，卡紧力大，维护操作方便特点。
横梁前导轨装有伸缩式不锈钢防护罩，对滚珠丝杠起到防尘和保护作用；在横梁导轨下部安装接油盒，对导轨润滑油随时进行收集，既防止被加工工件免受油污污染，又有利环境保护。
横梁后面安装一套自动润滑泵，采取定量润滑方式润滑横梁与立柱滑动导轨副和升降丝杠螺～母副。
横梁上装有卸荷梁，承受刀架重量，减少由刀架重量引起的横梁变形。
在横梁左右两端装有垂直刀架的水平进给机构，由交流伺服电机经减速机，与滚珠丝杠直联，驱动滚珠丝杠旋转，使垂直刀架实现水平进给及快速移动。
在横梁下部装有便于操作的活动走台，随横梁移动升降。
5.2.3.7垂直刀架部分（左、右数控均为方滑枕结构）
本机床具有左右两个数控垂直刀架，左右数控垂直刀架均由刀架滑座和滑枕两部分组成。
刀架滑座采用高强度、低应力铸铁；左右滑枕均采用45号锻钢。
左右刀架滑枕配有平衡油缸来平衡滑枕重量，使滑枕上下移动顺畅。
左、右数控刀架水平移动采用西门子数控系统，控制横梁两端的交流伺服电机，经齿轮减速机，驱动水平滚珠丝杠旋转，使刀架在横梁上水平移动。
左右数控刀架滑枕垂直移动采用西门子数控系统控制刀架滑座的上端的交流伺服电机，经齿轮减速机，驱动垂直滚珠丝杠旋转，使刀架滑枕上下移动。
左右刀架均可两轴联动。
所有滚珠丝杠的支承轴承均采用滚针和推力圆柱滚子组成的组合轴承。
5.2.3.8液压系统
液压系统是由工作台静压导轨控制系统、主传动变速系统、横梁夹紧与放松系统、垂直刀架液压平衡系统、主传动润滑等组成，并且主要的液压元件均要求采用国内名优厂家产品和进口产品，以保证液压元件质量。
外置独立液压站配置油温制冷机，控制液压油的温升。
5.2.3.9润滑系统
润滑方式主要采用自动循环、浸渍、人工注油点（说明书中注明）等几种方式。
横梁升降导轨副、刀架滑动导轨副的润滑方式：
主要采用集中润滑站，对机床导轨进行定程、定量集中润滑。
5.2.3.10数控系统
该机床数控系统采用SINUMERIK828D数控系统，数控刀架伺服电机采用西门子交流伺服电机，伺服驱动单元采用西门子S120驱动单元，可实现X轴和Z轴联动，可进行连续轨迹控制。
独立电柜安全防护等级符合IP54标准，电柜采用全封闭结构，电器柜配置制冷空调。
5.2.3.10.1控制轴数4轴
5.2.3.10.2联动轴数4轴，每个刀架两轴插补
5.2.3.10.3直线、圆弧插补
5.2.3.10.4反向间隙补偿和螺距补偿
5.2.3.10.5工件座标设定
5.2.3.10.6刀尖半径补偿
5.2.3.10.7显示器采用液晶彩显
5.2.3.10.8快速运行倍率（0~120％）
5.2.3.10.9内装可编程序控制器
5.2.3.10.10直接图纸尺寸编程
5.2.3.10.11手持（移动）电子手轮进给（配1.5米螺旋线或5米直线）
5.2.3.10.12机床和操作各种报警显示等
5.2.3.10.13外部计算机接口RJ145
5.2.3.11操作
该机床的操作控制集中在独立按钮站上，使用方便、简单。
在走台上，配备便携式手持单元，内有刀架常用操作键和手摇脉冲器，有工作台控制键和数控轴选择键，所以本机床操作方便、灵活。
5.2.3.12走台
该机床横梁两端安装活动走台，走台托架悬挂在横梁端头处，随着横梁做升降运动。
走台托架上配置移动走台，操作者可根据工件情况移动走台，利用便携式操作单元进行操作。
滑动台移动到需要的位置后，将滑动台上的紧定螺栓旋紧，使滑动台和走台托架没有相对位移，这时操作人员可以在滑动台上行走，对操作人员有安全保护作用。
5.3工作环境
电源：
三相交流；380V±10%；50HZ±1HZ
环境温度：
-5℃～+45℃
相对湿度：
≤90%（执行国家标准）
5.4机床主要精度和执行标准
5.4.1几何精度
工作台的平面度：
在1000直径内为0.03,直径每增加1000,允差值增加0.01（平或凹）。
工作台径跳：
在1000直径内为0.02,直径每增加1000其允差增加0.01。
工作台端跳：
在1000直径内为0.02,直径每增加1000其允差增加0.01。
横梁垂直移动对工作台面垂直度：
在垂直于横梁的平面内0.04/1000；在平行于横梁的平面内0.025/1000。
垂直刀架移动对工作台面的平行度：
在任意1000测量长度上为0.02。
垂直滑枕移动对工作台面的垂直度：
在平行于横梁的平面内任意1000测量长度上为0.02；在垂直于横梁的平面内任意1000测量长度上为0.04。
5.4.2定位精度（激光干涉仪检测）
X、Z轴定位精度0.03/1000mm
X、Z轴重复定位精度0.015/1000mm
X、Z轴反向偏差0.01mm
5.4.3加工精度
车削工件表面粗糙度平面、圆柱面Ra1.6μm；圆弧Ra3.2μm
精车外圆圆度0.015mm
精车外圆圆柱度0.02/300mm
精车端面的平面度0.04mm
按编程指令对上端面、各台阶面及其圆柱面、圆锥面、圆弧面精加工：
各圆柱面直径、各台阶面高度与指令值之差：
±0.02mm
5.5执行标准
JB/T9934.1-1999数控立式车床精度检验
JB/T9934.2-1999数控立式车床技术条件
GB/T23572-2009金属切削机床液压通用技术条件
GB/T23570-2009金属切削机床焊接件通用技术条件
GB/T25373-2010金属切削机床装配通用技术条件
GB10931-89数控车床位置精度检验的评定方法
GB/T9061-2006金属切削机床通用技术条件
GB15760-2004金属切削机床安全防护通用技术条件
GB5226.1-2002机械安全机床电气设备第1部分:
通用技术条件
GB/T17421.1-1998机床检验通则第1部分：
在无负荷或精加工条件下机床的几何精度
5.6随机技术文件
机械使用说明书（内含装箱单、合格证明书、安装地基图、机械、液压使用说明书）一本；电气使用说明书一本；诊断说明书西门子828D系统（中文）一本；操作说明书西门子828D系统（中文）一本；编程说明书西门子828D系统（中文）一本。
5.7主要外配套件明细表
序号
名称
数量
生产单位
1
数控系统828D
1套
西门子公司
2
数控刀架交流伺服电机
4台
西门子公司
3
伺服驱动单元
1套
西门子公司
4
主轴编码器
1
西门子公司
5
交流主轴电机
1台
西门子公司
6
主轴调速装置
1套
西门子公司
7
滚珠丝杠
4根
国内知名品牌
8
主轴轴承
1套
进口品牌
9
滚珠丝杠支撑轴承
8套
进口品牌
10
液压系统
1台套
国内知名品牌
（主要泵阀采用进口品牌）
11
控制电器柜（配置制冷空调）
1套
国内知名品牌
12
主要电气元件
1台套
西门子、施耐德等
13
横梁防护罩
1台套
国内知名品牌
14
立柱防护罩
1台套
国内知名品牌
15
按钮站（壳体）
1套
国内知名品牌
16
温控箱
1套
国内知名品牌
5.8基本配置表
序号
部件名称
数量
备注
1
机床附件
1
2
龙门架（含左右立柱、联接梁））
1
3
横梁升降机构
1
4
主变速箱（含主电机）
1
5
工作台（含工作台、工作台底座）
1
6
横梁
1
7
左、右刀架（含刀夹）
各1
8
拖链
4
9
液压系统
1
10
电气系统
1
11
走台
左右各1
5.9随机附件清单（以装箱单为准）
序号
名称
标准或件号
规格
数量
备注
1
卡盘爪
4
2
左刀夹
刀具截面50×50
1
3
右刀夹
刀具截面50×50
1
4
左刀杆
刀具截面20×20
1
5
右刀杆
刀具截面20×20
1
6
T型槽螺栓
GB37
M30X180
16
用于卡盘爪座
7
地脚螺栓
GB799
M24X630
17
8
地脚螺栓
GB799
M24X500
4
9
六角螺
升级会员 