[00138227]大型工程轮胎模具电火花加工机床

①课题来源与背景 山东豪迈机械科技股份有限公司自主研发大型工程轮胎模具电火花加工机床,该机床用于大型工程轮胎模具花纹圈加工,在复杂工业品的个性化规模定制领域,改善大型机械轮胎模具的电火花加精度,以轮胎模具放电加工精度和加工电源高效节能为突破点,研发工程轮胎模具电火花加工专用机床结构、高效节能无阻电源、全自动数字化控制、集成式操作控制系统、可控内液位油槽、全封闭护罩以及配备独立吸烟除尘装置。产品填补大型工程轮胎模具行业国内外空白,达到国际领先水平,提升了我国轮胎模具设计制造水平,满足工程轮胎模具高精度、超节能、易操作、环境友好加工需求。 ②技术原理及性能指标 本项目主要研究大型工程轮胎模具电火花加工机床,研发了卧式斜床身结构和可控内液位油槽。增加机床自身的结构稳定性,减小变形,满足大型轮胎模具加工范围和各种尺寸轮胎模具浸油加工,该项目产品的主要技术性能指标如下： （1）机床总功率：15.3kW; （2）工作台面尺寸：φ1250mm; （3）最大加工轮胎模外径：φ2100mm; （4）最小加工轮胎模内径：φ1300mm; （5）最大加工轮胎模厚度：850mm; （6）工作台台面最大承重：5000kg; （7）X轴行程：750mm; （8）Z轴行程：800mm; （9）SP轴行程：120mm; （10）A轴（旋转轴）行程：360°; （11）B轴（旋转轴）行程：-90～+120°; （12）A轴单向定位精度32″; （13）A轴单向重复定位精度10″; （14）电能利用率：80%。 ③技术的创造性与先进性 创新研发了卧式斜床身结构和可控内液位油槽。增加机床自身的结构稳定性,减小变形,满足大型轮胎模具加工范围和各种尺寸轮胎模具浸油加工,消除原电加工工艺引起的冲油起火隐患,可加工最大模具重量为5t,最大外径为2100mm,加工厚度为850mm。 创新设计了高效节能无阻电源。针对粗、中、精不同的加工基准要求,开发多种不同回路。通过脉冲前沿控制,实现更低电极损耗。采用无阻主功率回路,电源利用率由原来的30%提高到了80%,减少了电能消耗。 创新开发了五轴全自动化控制和集成式操作系统。数控系统软件、硬件完全自主开发,设计友好的操作界面,操作简便,降低机床操作人员的劳动强度。配备轮胎模具加工专用专家数据库,实现高效高质加工。具备工艺自动读取下载、加工状态异常检测、加工效率统计分析等功能,保障高效稳定生产。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 采用卧式斜床身结构,增加机床自身的结构稳定性,提高承载能力,减小变形,满足大型工程轮胎模具加工要求;采用可控内液位油槽,适合各种尺寸轮胎模具浸油加工,消除原电加工工艺引起的冲油起火隐患。该机床可加工最大模具重量为5t,最大外径为2100mm,最大加工厚度为850mm。 设计开发了高效节能无阻电源,针对粗、中、精不同的加工工艺要求匹配不同电路。通过脉冲前沿控制,实现低电极损耗。采用无阻主功率回路,明显提高了电能利用率,降低了电能消耗。 自主开发了五轴自动控制操作系统,操作简便、界面友好,基于大量的实验和操作数据,建立了轮胎模具加工专家工艺数据库,具备工艺自动读取、加工状态异常检测报警、加工效率统计分析等功能,实现高效高质加工。 ⑤应用情况及存在的问题 从全球工程机械轮胎市场的预测报告来看,到2021年全球需求还会有8%的年增长率。但是对工期的要求越来越短,为了提高竞争力,工程轮胎模具制造商肯定倾向于加工效率高且加工成本低的设备。项目研发的大型工程轮胎模具电火花加工机床加工电源效率高,同时加工精度高,实现一键启动后全自动加工,对操作人员技能要求低,节能效果明显,减少操作人员并提高机床开动率。因此大型工程轮胎模和电火花加工机床具有广阔的市场前景。项目机床的成功研发使我国具备了大型工程轮胎模具专用加工装备的研发及生产能力,这对促进我省自主创新能力提升,推动产业转型升级发展、加速新旧动能转换具有重要的意义,经济效益和社会效益显著。 ⑥历年获奖情况 项目研发过程中累计申请国家专利6项（发明专利3项）,申请的专利全部授权。