Разработка модельных рядов наукоемких импортозамещающих

«Разработка наукоемких импортозамещающих комплектующих
изделий для металлообрабатывающих станков»
Стратегия импортозамещения наукоемких комплектующих изделий для металлообрабатывающих станков осуществляется путем
разработки и создания следующих наукоемких комплектующих изделий:
- поворотные и наклонно-поворотные (глобусные) столы, оснащенные прямыми моментными электродвигателями и механизмами
зажима планшайб;
- прямые моментные электродвигатели для поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов;
- мотор-шпиндельные головки, в том числе и высокоскоростные, оснащенные встраиваемыми асинхронными электродвигателями
и механизмами зажима инструмента типа HSK;
- встраиваемые асинхронные электродвигатели для сменных мотор-шпиндельных головок;
- магазины инструментальные для обрабатывающих центров с механизмами автоматической смены инструментов (один из
вариантов конструкции - магазин инструмента, совмещающий функции хранения и механизма смены инструмента);
- станции подачи смазочно-охлаждающей жидкости высокого давления (до 60 Бар) и расхода (до 70 л/мин);
- выдвижные прецизионные узлы (ползуны) для фрезерных и расточных станков поперечным сечением от 400х400 мм до 600х600
мм, с максимальным перемещением до 2000 мм с усилием перемещения до 60000 Н;
Помимо разработки и создания наукоемких комплектующих изделий в рамках стратегии импортозамещения разрабатываются
наукоемкие технологии, в частности, технология нанесения на направляющие скольжения специального высокотвердого
полимерного покрытия.
2
Министерство промышленности и торговли
Российской Федерации
ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»
Группа
«СТАН»
ООО НПО
«Станкостроение»
Модельный ряд
портальных
вертикальнофрезерных
обрабатывающих
центров модульной
конструкции
(6
моделей)
ООО НПО
«Станкостроение»
Модельный
ряд
поворотных
и наклонноповоротных
(глобусных)
столов для
обрабатыва
ющих
центров (6
моделей)
Инструментал
ьный магазин
для
обрабатываю
щих центров с
механизмом
автоматическо
й смены
инструмента
ООО
«Пимек»
Модельный ряд
комплектных
сменных моторшпиндельных
головок для
фрезерных и
токарно-фрезерных
обрабатывающих
центров (3 модели)
АО
«СТАНКОТЕХ»
ООО
«ИЗТС»
Модельный ряд
выдвижных
прецизионных
узлов (ползунов)
для фрезерных и
расточных станков
(2 модели)
Модельный ряд
выдвижных
прецизионных
узлов
(ползунов) для
фрезерных и
расточных
станков (1
модель)
ОАО ВСЗ
«Техника»
Технология
нанесения на
направляющи
е скольжения
специального
износостойко
го
высокотвердо
го
полимерного
покрытия
Станции
подачи
смазочноохлаждаю
щей
жидкости
высокого
давления
ОАО
«ВНИТИ ЭМ»
Бескорпусн
ые
асинхронны
е
электродвиг
атели для
сменных
моторшпиндельн
ых головок
Прямые
моментные
электродвиг
атели для
поворотных
и наклонноповоротных
(глобусных
) столов (3
модели)
3
Модельный ряд поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов для обрабатывающих центров (6 моделей)
(ООО НПО «Станкостроение»)
Столы поворотные
Диаметр планшайбы, мм - 630
Номинальный момент привода вращения, Нм - 1800
Максимальная частота вращения, об/мин - 480
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Диаметр планшайбы, мм - 800
Номинальный момент привода вращения, Нм - 2200
Максимальная частота вращения, об/мин - 360
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Диаметр планшайбы, мм - 1250
Номинальный момент привода вращения, Нм - 3000
Максимальная частота вращения, об/мин - 180
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Столы наклонно-поворотные (глобусные)
Привод вращения
Диаметр планшайбы, мм - 630
Привод вращения
Номинальный момент привода вращения, Нм - 1800 Диаметр планшайбы, мм - 1250
Максимальная частота вращения, об/мин - 480
Номинальный момент привода вращения, Нм - 3000
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Максимальная частота вращения, об/мин - 180
Привод наклона
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Номинальный момент привода наклона, Нм - 3500 Привод наклона
Максимальная частота вращения, об/мин - 35
Номинальный момент привода наклона, Нм - 5800
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Максимальная частота вращения, об/мин - 25
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Привод вращения
Диаметр планшайбы, мм - 800
Номинальный момент привода вращения, Нм - 2200
Максимальная частота вращения, об/мин - 360
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
Привод наклона
Номинальный момент привода наклона, Нм - 4800
Максимальная частота вращения, об/мин - 36
Точность позиционирования, угл. сек. - ±3
4
Прямые моментные электродвигатели для поворотных и наклонно- поворотных (глобусных) столов (3 модели)
(ОАО «ВНИТИ ЭМ»)
В состав опытных образцов модельного ряда высокомоментных синхронных
электродвигателей для поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов
должны входить высокомоментные синхронные электродвигатели трех
типоразмеров.
Высокомоментный синхронный электродвигатель оси поворота для
поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов с планшайбой 630 мм
должен иметь следующие характеристики:
- номинальный момент привода вращения планшайбы - 1800 Н·м;
-максимальная частота вращения привода планшайбы - 480 об/мин.
Высокомоментный синхронный электродвигатель оси поворота для
поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов с планшайбой 800 мм
должен иметь следующие характеристики:
- номинальный момент привода вращения планшайбы - 2200 Н·м;
-максимальная частота вращения привода планшайбы - 360 об/мин.
Высокомоментный синхронный электродвигатель оси поворота для
поворотных и наклонно-поворотных (глобусных) столов с планшайбой 1250 мм
должен иметь следующие характеристики:
- номинальный момент привода вращения планшайбы - 3000 Н·м;
- максимальная частота вращения привода планшайбы - 180 об/мин.
5
Комплектные сменные мотор-шпиндельные головки для фрезерных и токарно-фрезерных обрабатывающих центров
(ООО «ПИМЕК»)
Технические характеристики
Мотор-шпиндель для обработки легких сплавов
Номинальная мощность,
кВт - 35
Номинальный крутящий
момент,
Нм - 200
Максимальная частота
вращения,
об/мин 18000
Конус шпинделя по DIN69063
HSK-A63
Усилие зажима инструмента в
шпинделе,
кН 18
Мотор-шпиндель для обработки черных металлов и
конструкционных сталей
Мотор-шпиндель для обработки титановых сплавов
и жаропрочных сталей
Номинальная мощность,
Номинальный крутящий
момент,
Максимальная частота
вращения,
Конус шпинделя по DIN69063
Усилие зажима инструмента в
шпинделе,
кВт - 37
Нм - 1000
об/мин 4000
HSK-A100
кН
Номинальная мощность,
Номинальный крутящий
момент,
Максимальная частота
вращения,
Конус шпинделя по DIN69063
Усилие зажима инструмента в
шпинделе,
кВт - 45
Нм - 300
об/мин 12000
HSK-A100
кН
21
45
6
Бескорпусные асинхронные электродвигатели для сменных мотор-шпиндельных головок (ОАО «ВНИТИ ЭМ»)
Моторшпиндель
Обработка
легких сплавов
Обработка
титановых
сплавов
и жаропрочных
сталей
Обработка черных
металлов и
конструкционных
сталей
Номинальная
мощность, кВт
35
37
45
Номинальный
крутящий
момент, Нм
200
1000
300
Максимальная
частота
вращения,
об/мин
18000
4000
12000
7
Инструментальный магазин для обрабатывающих центров с механизмом автоматической смены инструмента
(ООО НПО «Станкостроение»)
Технические характеристики модельного ряда магазинов
инструментальных
1. Магазин с количеством инструментов 24 шт.:
Конус оправки инструмента по DIN 69893 - HSK-A63
Максимальная длина инструмента от
торца шпинделя, мм - 250
Максимальный диаметр инструмента, мм - 80
Максимальный вес инструмента, кг
- 8
2. Магазин с количеством инструментов 20* шт.:
Конус оправки инструмента по DIN 69893 - HSK-A100
Максимальная длина инструмента от
торца шпинделя, мм - 400
Максимальный диаметр инструмента, мм - 125
Максимальный вес инструмента, кг
- 16
3. Магазин с количеством инструментов 30** шт.:
Конус оправки инструмента по DIN 69893 - HSK-A100
Максимальная длина инструмента от
торца шпинделя, мм - 300
Максимальный диаметр инструмента, мм - 100
Максимальный вес инструмента, кг
- 12
Время смены инструмента для всех магазинов – 4 сек.
Примечание.
*С возможностью увеличения количества
инструментов до 120.
**С возможностью увеличения количества
инструментов до 120.
8
Станции подачи смазочно-охлаждающей жидкости высокого давления
(ООО ВСЗ «Техника»)
Технические характеристики станции СОЖ
Максимальное давление подачи СОЖ
через шпиндель - 60 Бар
Максимальный расход подачи СОЖ
- 70 л/мин.
Давление подачи СОЖ через сопла
снаружи шпинделя - 12 Бар
9
Модельный ряд выдвижных прецизионных узлов (ползунов) для фрезерных и расточных станков (3 модели)
(АО «Станкотех», ООО «ИЗТС»)
Ползун, предназначенный для вертикально-фрезерных обрабатывающих
центров, с сечением 400х400 мм и максимальным линейным перемещением
1000 мм:
– максимальная скорость линейного перемещения, м/мин – 25;
– максимальное усилие линейного перемещения, Н – 40000;
– максимальная погрешность позиционирования, мкм – 5;
– допуск прямолинейности перемещения ползуна на всей длине, мкм – 25.
Ползун, предназначенный для вертикально-фрезерных обрабатывающих
центров, с сечением 500х500 мм и максимальным линейным перемещением 1500
мм:
– максимальная скорость линейного перемещения, м/мин – 25;
– максимальное усилие линейного перемещения, Н – 50000;
– максимальная погрешность позиционирования, мкм – 5;
– допуск прямолинейности перемещения ползуна на всей длине, мкм – 25.
Ползун, предназначенный для вертикально-фрезерных обрабатывающих
центров, с сечением 600х600 мм и максимальным линейным перемещением
2000 мм:
– максимальная скорость линейного перемещения, м/мин – 25;
– максимальное усилие линейного перемещения, Н – 60000;
– максимальная погрешность позиционирования, мкм – 5;
– допуск прямолинейности перемещения ползуна на всей длине, мкм – 25.
10
Технология нанесения на направляющие скольжения специального износостойкого высокотвердого полимерного
покрытия ООО ВСЗ «Техника»)
Технология нанесения полученного материала на направляющие станков.
Непосредственно перед изготовлением направляющих станков готовится композиционный материал по
следующей технологии:
- смола полиуретановая или эпоксидная помещается в емкость, в которую при интенсивном перемешивании
добавляется модификатор в количестве определяющемся необходимым объемом смолы. В полученную смолу
после получения однородной массы добавляется отвердитель. Исходное количество смолы определяется
необходимым количеством состава для нанесения на направляющие станка;
- при использовании ручного перемешивания с помощью дрели, количество исходной смолы может составлять от
0,1 до 1 кг. При необходимости приготовления большего количества используется стационарный смеситель с
изменяющейся скоростью вращения мешалки;
- после приготовления композита проводится вакуумизация состава для удаления пузырьков воздуха. Время
вакуумизации зависит от степени разреженности вакуума и составляет около 20 минут;
- вязкость получаемой композиции можно регулировать путем введения специальных загустителей. Оптимальная
вязкость будет определена после проведения экспериментальных заливок состава на направляющие.
Нанесение композиционного материала производится на специально подготовленную сухую и обезжиренную
поверхность. Нанесение материала может производиться кистью или шпателем. Поверхность пуансона
необходимо обработать смазкой, предотвращающей прилипание композита к его поверхности. Для этого
используется фторопластовая аэрозоль. Толщина слоя композиционного материала, наносимого на
направляющие, определяется ограничителями, установленными на станине. Необходимо отметить, что
количество материала, наносимого на направляющие должно быть на 5 – 10% больше расчетного количества.
Вытекание избытка материала будет способствовать вытеснению воздуха получения поверхности нужной
чистоты.
11
Заключение
В результате выполнения первого этапа работ по комплексному проекту проведен анализ и даны иллюстрации
существующего зарубежного и отечественного станочного
оборудования
соответствующего определению
«обрабатывающий центр». Разработаны и проиллюстрированы принципиальные технические решения, обеспечивающие
возможность создания опытных образцов модельного ряда портальных вертикально-фрезерных обрабатывающих центров
модульной конструкции.
Принципиальные технические решения разработаны для следующих объектов, входящих в состав комплексного проекта:
- сменная шпиндельная головка с высокоскоростным фрезерным мотор-шпинделем для обработки легких сплавов;
- сменная шпиндельная головка с силовым (высокомоментным) фрезерным мотор- шпинделем для обработки титановых
сплавов и жаропрочных сталей;
- сменная шпиндельная головка с универсальным фрезерным мотор-шпинделем для обработки черных сплавов;
- поворотный стол с вертикальной осью, с прямым приводом, с обеспечением режима токарной обработки, с планшайбой
диаметром 630 мм;
- поворотный стол с вертикальной осью, с прямым приводом, с обеспечением режима токарной обработки, с планшайбой
диаметром 800 мм;
- поворотный стол с вертикальной осью, с прямым приводом, с обеспечением режима токарной обработки, с планшайбой
диаметром 1250 мм;
- наклонно-поворотный (глобусный) стол с прямыми приводами, с планшайбой диаметром 630 мм;
- наклонно-поворотный (глобусный) стол с прямыми приводами, с планшайбой диаметром 800 мм;
- наклонно-поворотный (глобусный) стол с прямыми приводами, с планшайбой диаметром 1250 мм;
- инструментальный магазин для обрабатывающих центров с механизмом автоматической смены инструмента;
- станция подачи смазочно-охлаждающей жидкости высокого давления;
- предназначенный для фрезерных и расточных станков унифицированный выдвижной прецизионный узел (ползун) с
сечением 400х400 мм, максимальным линейным перемещением не менее 1000 мм;
- предназначенный для фрезерных и расточных станков унифицированный выдвижной прецизионный узел (ползун) с
сечением 500х500 мм, максимальным линейным перемещением не менее 1500 мм;
- предназначенный для фрезерных и расточных станков унифицированный выдвижной прецизионный узел (ползун) с
сечением 600х600 мм, максимальным линейным перемещением не менее 2000 мм;
- технология нанесения на прецизионные направляющие скольжения специального износостойкого высокотвердого
полимерного покрытия, не требующего последующей механической обработки.
12
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
13