HTM125600-V1设计任务书

HTM125600 车铣中心车铣中心 技技术术任任务务书书 沈阳机床（集团）有限责任公司沈阳机床（集团）有限责任公司 沈阳第一机床厂沈阳第一机床厂 注：系统型号应与 出厂编号上下对齐。 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂1 1 1 产品开发的理由和依据产品开发的理由和依据 近年来，随着我国水利、造船、发电、矿山、机车等大重型企业的迅猛发展，使之重要的大型 零部件的配套问题更显突出。而这些大型零部件在某种程度上，毛坯及加工完全依赖进口，限制了 产业的发展。因此国内急需开发一些适合这类零部件加工的设备。 这一类零件的加工具有的共同点是：零件体积大，重量大，工序多，工时长，成本高，需采用 多种刀具、多台设备来完成。为改变这一加工状况，我们决定开发 HTM125600 车铣中心。 2 2 国内外同类产品主要技术指标对比国内外同类产品主要技术指标对比 厂家及型号 主要技术参数 沈阳第一机床厂 HTM125600 WEINGARTNER Mpmc1200 最大车削直径（mm）12501200 最大车削长度（mm）60001000/10000 工件最大承重(kg)30000 主电机功率（kW)7560 主轴输出扭矩（kN.m）45 主轴最高转速 (r/min)200 刀具主轴电机功率（kW）5230/37 刀具存储能力（把）32 X1/Y1 轴行程（mm）1230/840 X2/Y2 轴行程（mm）790/190 Z 轴行程（mm）8130 B 轴转角范围（）-90+180 A 轴转角范围（） 0+90 X/Y 轴快移速度（m/min）15 Z 轴快移速度（m/min）8 控制系统SIEMENS-840D 加工精度IT6 圆度0.008 表面粗糙度（m）Ra1.6 编 制 郭秀英 检 查 标准审查 室 主 任 电子文档 审 核 批 准 版 本 V1.0/06.06 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂2 厂家及型号 主要技术参数 沈阳第一机床厂 HTM125600 WEINGARTNER Mpmc1200 定位精度（mm） X1/X2 Y1/Y2 0.02/0.03 0.025/0.04 Z 轴定位精度（mm）0.080 C 轴定位精度(mm) 16 齿盘定位4 B 轴定位精度(mm) 任意位置8 A 轴定位精度(mm)8 重复定位精度（mm） X1/X2 Y1/Y2 0.007/0.01 0.007/0.01 Z 轴重复定位精度（mm）0.02 C 轴重复定位精度(mm)12.5 A 轴重复定位精度(mm)3 齿盘定位1.5 B 轴重复定位精度（） 任意位置4 3 3 产品的设计方案及主要技术参数产品的设计方案及主要技术参数 3.13.1 产品的设计方案产品的设计方案 1、底座 底座采用高强度铸铁铸造，整体箱式结构，合理的设计筋型和壁厚，使底座具有高的强度、刚 性及良好抗震性。30 的倾斜角，使之排屑流畅，占地面积小。床身后面装有海德汉的光栅尺，意 大利 LICAT m=8 斜齿齿条，尾座导轨内侧装有移动尾座的 m=6 的自制直齿齿条。床身全长支承在多 个可调垫铁之上，确保其高精度、高刚性。导轨的左端配有接长导轨，供刀库运行使用。供立柱运 动的直线导轨采用 SCHNEEBERGER 公司 MR65 和 MR55 直线滚动导轨，进给精度高、摩擦阻力小， 抗振动、抗变形能力高。 2、主轴箱 主轴箱采用高强度铸铁铸造，筋形合理布局，保证刚性的同时使重量最小。床头箱润滑采用恒 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂3 温油润滑，前支撑外部配有水冷却循环装置，可靠的控制了主轴的温升。该机床主轴轴承选用进口 的高精度可调径向间隙的双列径向短圆柱滚子轴承，两支承结构，不仅使其具有足够的刚度，加工、 装配工艺性也好。主电机选用大功率的直流电机，功率 75kW。主电机与主传动机构之间由弹性联 轴器联接，经过一定速比的调磁、调压和机械两档变速，使主轴获得 1-200r/min 的转速和大的扭矩。 主轴大齿轮处安装有一大直齿轮，C 轴进给采用 1FT6 交流伺服电机驱动，经 1：33 无间隙减速箱 降速后，在油缸的摆动下，带动安装在减速箱上的小齿轮与此大直齿轮啮合，再次 1：3 降速后，使 主轴获得 1200Nm 的铣削扭矩。主轴后端安装有海德汉角度编码器，小齿轮处安装有无触电开关， 实现定点啮合。在主轴前端装有刹车装置。 3、尾座 是由上下体组成，上体有尾座主轴、套筒、测力表等，下体有尾座快移机构，由单独的电机拖动， 使其可沿导轨作纵向移动，尾座导轨处配有减磨材料。下体上的润滑装置实现对套筒移动机构、快 速移动机构和尾座导轨等的润滑。 尾座主轴轴承采用精度可调整径向短圆柱滚子轴承，安装在套筒里。主轴后面安装有防止工件热 涨而损坏机构的碟形弹簧，配有与工件重量一一相关的顶紧力显示表。 4、立柱 立柱通过合理的筋型布局具有高的强度、刚性及良好抗震性。采用侧挂式结构，地面附加一辅 助导轨，既充分的保证了立柱运动的平稳性，又极大地改善了床身的重量。Z 轴进给采用主从驱动机 构，两个 1FT6108 伺服电机通过 1：5 减速器直接带动齿轮轴，在安装在床身上的齿条上运动。切 削时，两个交流数字驱动电机以主从模式控制，因此可实现功率的叠加。换向运动时，两个电机便 从主从操作模式转换为电气预载操作模式，尽而消除反向间隙。 用于承重的附加导轨安装在地面上。立柱上装有海德汉的光栅尺，检测 X1 轴的运行。 5、滑板及滑枕 在立柱两侧各布置一套工作进给机构。左侧进给箱采用高强度铸铁铸造，筋形合理布局，保证 刚性，SCHNEEBERGER 公司 MR65 导轨安装其上。1FT6105 伺服电机通过 1：5 减速器与直径 63mm 滚珠丝杠直接连接，安装在左滑板上，用于驱动进给箱实现 Y1 轴方向的运动。X1 轴采用双 驱动，极大地提高了运动的平稳性，1FT6105 伺服电机通过 1：5 减速器、弹性联轴套与直径 63mm 滚珠丝杠直接连接，用于驱动滑板。直线导轨采用 SCHNEEBERGER 公司 MR65 直线滚动导 轨，尽一步保证了运动精度的高准、稳定。滚珠丝杠支承机构采用 INA 推力圆柱滚子轴承，两端固 定，装配时按要求进行予拉伸，刚性好、承载大。左侧进给箱内采用内装 1FE1096-4WN 52 kW 的 主轴电机、一个两级行星齿轮变速箱等集成在内部(1：3、1：18)，结构紧凑。动力头前部的轴径为 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂4 110mm，最高转速 3150rpm，最大输出扭矩 2400Nm 。其上配备两工位装刀位置，其中一个位置 为旋转刀具的安装位置，另一个为车削刀具的安装位置，沿 B 轴进行换位，提高了机床的性能。 1FT6084-8SF7 伺服电机经 1：1.5 齿型带和 1：60 蜗轮蜗杆降速后，使 B 轴获得最高转速 30r/min，1400Nm 的输出扭矩，INA 推力向心轴承的采用，简化了 B 轴结构，任意点 B 轴刹车采 用进口 U 型密封圈，进一步简化了 B 轴结构。南京贝奇尔油气润滑系统，配以压力开关，可实现对 该机构内螺旋扇齿轮的润滑。Y1 轴定点加工时为避免丝杠受力，配有多个锁紧油缸。X1、Y1 轴均 配有光栅尺。刀具接口为 CAPTO8，车削刀具通过 SANDVIK 自动加紧单元进行夹紧松开。 右侧为滑枕结构，1PH7184 78 kW /298Nm 的主轴电机经齿型带及自制减速箱的减速后，提 供大扭矩低转速动力, 该减速箱可实现两档变速,根据用户的不同需求，配置不同直径的铣刀盘。前 部的动力头经扇齿轮机构变换，可进行 90 旋转，用于完成轴向或径向的加工，扇齿轮采用手动注 脂润滑。滑枕在 Y2 轴方向的运动通过安装在右侧滑板上的 1FT6105 伺服电机通过 1：1 直联带动直 径 50mm 滚珠丝杠实现的。X2 轴的驱动方式同 X1 轴。减速箱内齿轮采用飞溅润滑，油位控制器控 制液面。滑枕定点铣削时，采用油缸锁紧。 6、刀库 本机床配有（台湾 GIFU 生产的）换刀机械手、刀库，烟台排屑器、BLUM 刀具检测装置等标准 附件。32 把圆盘式刀库，位于立柱左侧面，由立柱带动，落于床身导轨上，刀库、换刀机械手均由 台湾 GIFU 按我厂要求设计制作，换刀机械手为凸轮结构，控制简单可靠，刀库转位平稳速度快。 7、操纵台 操纵台从机床下部悬出，可沿 Z 轴方向拖动，该机床还配有可拖动式手摇脉冲发生器，操作起 来更方便。 8、机床防护 本机床的防护采用全防护型式。防止冷却液的渗漏，并保持环境的清洁。 9、润滑 本机床的润滑系统提供三个可控性润滑泵，分别根据机床状态按需供给运动副润滑油量。这种 自动润滑方式既节约了油耗量，又对运动副进行了良好的保养。 10、冷却及排屑装置 本机床的冷却系统采用高压大流量水泵，实现刀具的内外冷却。 本机床气动系统采用知名品牌的气动元件，实现功能为： 刀库倒刀汽缸的动力源 ，拉罩上拉门汽缸的动力源，刀具接口的清理等。 12、电气控制装置 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂5 机床 CNC 数控系统采用德国 SIEMENS 公司生产的 840D 数控系统，系统能适应高效率、高速， 高精度的机械加工，且具有操作方便、功能齐全、可靠性高等优点。 选用高质量的电气组件，确保机床的安全性和可靠性。电路的动力系统均有保险功能以保障人 身和设备安全。电路设计符合国家标准，并能满足 CE 认证要求。 3.23.2 主要技术参数主要技术参数 项目单位规格或型号备注 床身上最大回转直径 mm1250 最大车削长度 mm6000 最大车削直径 mm1250 顶尖间工件最大重量 kg30000 主轴转速范围 r/min1-200 主轴箱 主电机输出功率 kW 75 (直流500-2000rpm) 花盘花盘直径 mm1250 手动四爪 花盘最大扭矩 kN.m45 C 轴最大扭矩 N.m1200 单刀最大切削力 k.N70 X1/X2 轴行程 mm1230/790 Y1 轴行程 mm -300+540（考虑换刀） Y2 轴行程 mm190 Z 轴行程 mm8130 B 轴行程 -90+180 A 轴行程 -5+95 X1/Y1 轴快移速度与进给速率 mm/min0-15000 X2/Y2 轴快移速度与进给速率 mm/min0-15000 Z 轴快移速度与进给速率 mm/min0-8000 B 轴最高转速 r/min30 C 轴最高转速 r/min20 尾座套筒直径 mm300 尾座套筒行程 mm300 尾座快移速度 mm/min3500 机械尾座 尾座套筒移动速度 mm/min660 中心架支承范围 mm150500 可依用户 需求定制 尾座快速移动电机功率 kW1.5 尾座芯轴快速移动电机功率 kW1.1 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂6 项目单位规格或型号备注 镗铣主轴功率 kW52 挡 1 max 180 镗铣主轴速度 挡 2 max r/min 3150 挡 1 max 2400 镗铣主轴扭矩 挡 2 max N.m 157 机床重量 kg80 距床身 mm900 中心高 距地面 mm1833.5 机床外型长宽高 mm1540071004707 电压 VAC380 电压波动范围1010 频率 Hz501 主电机 kW75 主轴 C 轴伺服电机 kW 1FT6084-8AC71-1EG1 4.2 X 轴伺服电机 kW 1FT6105-8AF71-1EH1 15.7（4 个） Z/Y2 轴伺服电机 kW 1FT6108-8AC71-1EG1 14.7（2 个/1 个） Y1 轴伺服电机 kW 1FT6105-8AF71- 1EG1115.7 B 轴伺服电机 kW 1FT6084-8SF71-1EG1 8.2 左侧进给机构电机 kW 1FE1096-4WN11-1BR0 52 右侧进给机构电机 kW 1PH7184-2NL31-0EK0 78 机械手移动电机 kW 1FT6064-1AF71-4EG1 刀库电机 kW 1FT6084-1AF71-1EH1 6.3 SIEMENS 尾座快速移动电机 kW1.5 尾芯快速移动电机 kW1.1 液压电机 kW1.5 总 电 源 总 电 源 功 率 所 含 内 容 冷却泵电机 kW0.75 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂7 项目单位规格或型号备注 NC 单元 kVA0.6 控制板 kVA1 风扇电机、日光灯 等 kW0.2 4 4 技术经济分析技术经济分析 4.14.1 产品质量预期的指标产品质量预期的指标 本产品精应满足车铣中心的的标准，噪声低于 83dB。 4.24.2 产品的目标成本产品的目标成本 主要外构件单位：万元（含税） 直流电机6.45 可控硅直流调速装置 6RA70 2.75 两套进给机构200 系统+伺服140 减速机18 主轴轴承、尾座及丝杠轴承（NSK）6.5 滚动导轨（施耐博格）15 丝杠（SHUTON）6 齿条（意大利 Licat） 6.5 全部液压件（台湾）5 全部电气元件3 冷却泵+过滤器1.2 空调冷却箱2 刀库和机械手30 排屑器及水箱5 圆光栅及直线光栅20 卡盘12 防护罩10 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂8 齿轮(含螺旋扇齿轮)10 铸件40 外购件总价539.4 外购件去税价447.6 材料费30 包装费15 加工装配费50 小计542.6 管理费（10%）54.26 税金（17%）92.2 工厂成本689 工厂利润(10%)68.9 机床售价758 建议机床售价800 5 5 设计质量计划设计质量计划 5.15.1 设计评审安排设计评审安排 在总体方案设计完时，由技术管理室组织有关单位人员及有关的厂领导对总体方案及设计任务 书进行评审。各部件设计员按照总体方案及评审意见，开始对部件装配图进行设计。各部件装配图 设计完后，再次由技术管理室组织对各部件方案进行评审，各部件设计员应按评审意见修改装配图。 确认后，各部件设计员开始零件图设计。 5.25.2 设计验证（检图、标审、试验等）的安排设计验证（检图、标审、试验等）的安排 按照设计计划，各部件设计员提前半个月时间完成图纸及目录的设计，交给有关人员或由部件 设计员之间互检，各部件设计员按照检图记录修改完图纸及目录后，交给标准化进行标审。 设计质量计划表 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂9 阶段工作程序工作内容 计划完 成时间 参加单位 或人员 形成文件或记录 总体方案 设计 根据计划室下达的产品 开发质量计划和计划 任务书编制技术任务书， 绘制总图（草图） 、简图 （草图） 。 2006.05 设计主管 技术任务书、方 案草图和简图。 设计方案 评审（设 计验证） 对技术任务书和总体方案 草图进行评审并予记录。 2006.06 技术部、质 量保证部、 生产制造部 等。 方案评审报告、 评审整改措施表 先行试验 （设计验 证） 根据需要，对采用未知性 能结构的重要零部件进行 先行试验，试验证实其采 用的可行性 2006.07 2006.10 试验员、设 计主管 试验报告 设计计算 或类比分 析（设计 验证） 根据需要，进行设计计算 （如零件的结构强度、刚 度等）或与已证实的类似 设计比较分析，验证所采 用结构及设计是否满足规 定要求 2006.05 2006.06 设计主管 计算书或类比分 析 部件设计 根据方案评审意见，修正 总体方案并绘制总图。各 部件设计员按总体方案开 始进行部件装配图设计， 绘制主要零部件。 2006.06 2006.07 主管设计员 及表 2 所列 各部件设计 员 部件装配图、主 要零部件草图 设 计 阶 段 设 计 初步设计（设计输入） 技术评审 （设计验 证） 对各部件装配图进行评审 并予以记录 2006.07 技术部、质 量保证部、 生产制造部 等。 技术评审报告、 评审意见整改表 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂10 阶段工作程序工作内容 计划完 成时间 参加单位 或人员 形成文件或记录 全部零部 件的设计 和一批文 件的编制 绘制完成产品全部工作图 样和一批文件 2006.07 2006.10 主管设计员、 各部件设计 员 全部工作图样和 一批文件 阶 段 工作图设计（设计输出） 图样及设 计文件的 审批 对图样及设计文件进行检 图、标准化审查、产品结 构工艺性审查，并按有关 程序进行审核、批准。 2006.09 2006.10 检图人员、 标审人员、 工艺主管、 相关领导 图纸文件审查记 录、标准化审查 通知、标准化审 查报告、工艺审 查报告。 工艺方案 编制工艺方案，确定主要 件工艺路线分工、冷热工 艺的工艺规程设计意见、 主要件控制要求等。 2006.10 2006.11 工艺方案 工艺方案 评审 2006.11 工艺主管及 相关工艺员 评审报告 工艺规程、 工装及工 艺定额设 计 编制工艺规程和工艺定额， 设计工装 2006.10 2006.11 工艺员 工艺规程、材料 定额、工时定额 生产准备 原材料准备、外购件、外 协件准备、工装准备、设 备准备。 2006.07 2006.10 生产制造部 试 制 阶 段 工 艺 设 计 样机试制 加工、装配、调试。根据 生产过程中发现的问题编 写设计试制总结 2006.11 2007.03 生产制造部、 产品主管 设计试制总结 HTM125600技术任务书 沈阳第一机床厂11 阶段工作程序工作内容 计划完 成时间 参加单位 或人员 形成文件或记录 型式试验 产品试产合格后（或批量 生产之前） ，进行型式试 验，并编写试验报告。 2007.03试验主管型式试验报告 试 制 阶 段 设 计 确 认 样机鉴定 （设计确 认） 产品在模拟实际使用状态 情况下，车削样件，由质 保部检验合格。技术部组 织按试制鉴定大纲规定项 目进行样机鉴定，作出产 品与设计要求的符合性评 价。 2007.03 技术厂长、 总工师、技 术部、生产 制造部、质 量保证部、 总装车间、 试制鉴定大纲、 试制鉴定证书 持 续 改 进 阶 段 改进设计 1、 根据生产服务中发现 的加工、装配质量问