2009年度第一批课题

课题1  高速立、卧式加工中心

1、研究目标

进行系列产品开发，应部分采用国产功能部件，基本掌握高速立、卧式加工中心机床相关核心技术、批量制造技术，并得到应用验证；可靠性和精度稳定性达到国际同类产品的先进水平。

2、考核指标

（1）工作台宽度320-500mm：主轴最高转数≥20000r/min；快移速度≥60m/min; 定位精度≤0.008mm，重复定位精度≤0.004mm。

（2）工作台宽度630-1000mm：主轴最高转数＞15000r/min，快移速度＞48m/min;定位精度≤0.010mm，重复定位精度≤0.005mm。

形成2-3项专利技术或专有技术，提出相关技术规范与标准；典型试件的加工精度符合国家相关标准要求；完成5-10台生产应用，其中2-3台采用国产数控系统和部分国产功能部件；机床MTBF达到900小时。

3、研究内容

整机结构动静刚度及优化设计技术，高速主轴结构优化设计技术，高速主轴单元的润滑和轴承结构，高速切削热变形研究及其补偿技术，高速切削机理的研究，高速回转台设计制造技术，高速防护装置的结构设计，直驱技术及控制技术，开展可靠性技术等共性技术研究。

2010年度课题

课题2、立式铣车（车铣）复合加工中心

1、研究目标:

开发应用直驱技术的中大型规格的系列化直驱精密立式铣车（车铣）复合加工中心；掌握设计、制造、综合性能检测等关键技术；主要技术参数、可靠性与精度稳定性达到当前国际先进水平，并形成批量生产能力。

2、考核指标:

完成φ1250-1600mm等规格机床的开发。铣削主轴最高转速≥12000r/min; X/Y/Z轴定位精度≤0.006mm/1000mm,重复定位精度≤0.003mm；转台/摆角铣头定位精度≤5″；联动轴数≥5。提出提高可靠性和精度保持性的具体方法，建立基本的可靠性试验手段，消除产品早期故障；机床MTBF达到900小时。形成2～3项专利技术或专有技术，提出相关技术规范与标准；典型试件的加工精度符合国家标准要求。部分采用国产数控系统和关键功能部件，完成1-2台机床在实际生产应用。

3、研究内容：

系列产品设计与制造技术;机床动态特性研究;直驱摆头动力刀架研制;热变形及补偿技术;双驱技术研究；加工工艺技术的研究;数控转台设计制造技术及动平衡在线检测技术。

2010年度课题

课题33 精密卧式加工中心

1.研究目标

针对汽车行业、航空航天行业、模具行业等对精密箱体、壳体类零件高速、精密加工的需求，完成工作台面尺寸630mm、800、1000规格系列产品设计与研发；掌握精密卧式加工中心相关核心技术、批量制造技术；机床主要参数、可靠性与精度等指标均达到当前国内领先，国际先进的水平，并实现市场应用。

2.考核指标

（1）630规格精密卧加产品考核指标：主轴最高转速≥12000r/min；快移速度≥48m/min;工作台尺寸630X630mm；定位精度≤0.003mm，重复定位精度≤0.001mm；B轴定位精度/托盘交重复定位精度  4 ″/2″；机床可靠性指标：MTBF1500小时。

（2）800规格精密卧加产品考核指标：主轴最高转速≥8000r/min，快移速度≥36m/min;工作台尺寸800X800mm；定位精度≤0.003mm，重复定位精度≤0.001mm；B轴定位精度/重复定位精度  4″ /2″，机床可靠性指标：MTBF1500小时。

（3）1000规格精密卧加产品考核指标：主轴最高转速≥8000r/min；快移速度≥36m/min;工作台尺寸1000X1000mm；定位精度≤0.004mm，重复定位精度≤0.002mm；B轴定位精度/重复定位精度  4 ″/2″，机床可靠性指标：MTBF1500小时。

（4）要求全部配套国产数控系统、关键功能部件(丝杠、导轨、转台、刀库、主轴五类部件中至少选配三种，不包括自制及集团内部单位配套部件)和刀具。

（5）每一台（套）机床、数控系统、功能部件交付用户使用前，应分别在机床（系统、部件）制造企业处分别进行2000小时以上、10000小时以上、10000小时（刀库100万次）以上的模拟实际工况运行试验，并编写试验报告。

（6）课题牵头单位应对投入实际使用的每一台（套）机床、数控系统、功能部件的运行故障予以记录，并形成故障统计和分析报告。

（7）满足用户使用要求，所有设备在用户处实际应用一年以上方可申请验收。

（8）形成5项以上技术标准（企业标准、行业标准、国家标准）、5项以上发明专利。

（9）课题牵头单位建立起不少于15人的专职研发团队和技术合作组织，新增具有高、中级职称的技术人员和技术工人20人以上。

3.研究内容

（1）系列产品设计技术研究

利用专项前期的技术成果，研究产品的整机及功能部件几何精度、动态特性与热平衡协同设计方法，基于数字化设计及仿真技术，建立关键功能部件和整机的数字化模型，构建卧式加工中心虚拟样机，进行运动学分析和仿真。

（2）低应力制造与装配质量监控技术研究

研究大件低应力制造与变形控制技术，整机结合面压力精准检测与控制技术，开发制造与装配质量监控系统；大件低应力制造与装配工艺研究，进行支撑点分布优化、装夹预紧力分析及装配工艺规划分析；研制卧式加工中心专用高刚度工装卡具，形成系列化工装卡具。

（3）核心部件动静热特性监控技术研究

研究高速电主轴动静热态特性建模、测试与验证，分析、优化电主轴装配工艺；研究高速进给系统动静热态特性建模与测试技术与验证，分析、优化高速进给系统装配工艺；开发高速电主轴与高速进给系统装配质量监控系统；针对机床状态、刀具状态、加工过程和加工工件质量进行机床智能监控技术研究，对卧式加工中心整机及核心部件进行多种工况下的恒速、润滑、振动、热特性等测试，通过试验来分析各监测系统所获取的位置、瞬时速度、瞬时加速度与振动频率等信息，建立其与机床运行状态的关联关系，实现对的机床智能监测。

（4）工艺数据库管理系统开发

研究装配工艺知识数字化描述与海量数据处理技术，开发基于卧式加工中心产品结构的制造与装配工艺数据库、知识库与工艺规范管理系统。构建理论分析模型库、实验数据库、知识库管理系统的总体结构，建立箱卧式加工中心及其关键功能部件静、动、热特性知识库、数据库与模型库，开发知识库、数据库与模型库管理系统。

（5）研究机床热补偿技术

根据机床的检测结果，研究机床各个发热部件的发热对机床性能的影响度。研究热补偿技术及其对实际精度的影响程度。