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国产数控机床和数控系统在航空制造领域应用示范（五）

2020-4-30 来源：武汉华中数控作者：- 访问量：

航空工业是机床行业的高端用户，对数控机床的需求特点是大型、复合、精密及多轴联动等，并且要求数控机床具有高刚性、高精度、高效率。

航空制造设备领域随着飞机需求量的剧增以及新型飞机的跨代发展而不断发展。新一代飞机朝着轻质化、高可靠性、长寿命、高隐身性、多构型、快速响应及低成本制造等方向发展，大量新材料、新结构、新技术不断出现。对数控机床和数控系统的要求越来越高。

新型战斗机

大型运输机

目前，国内航空制造企业所使用的中高端数控机床仍以进口为主，国产数控机床因技术成熟度、可靠性、自动化水平等原因，尚不能很好满足航空领域的制造需求。近年来，国家采取有力措施，鼓励国产数控机床和国产数控系统在航空制造领域的应用示范，使国产数控机床和国产数控系统逐步替代进口成为发展趋势。武汉华中数控股份有限公司、北京工研精机股份有限公司、济南二机床集团、四川普什宁江机床有限公司、航空制造企业紧密合作，已经取得了很好成绩。

应用案例2：

华中数控与济南二机床集团合作生产的高架式龙门五轴加工中心应用于航空制造领域

武汉华中数控股份有限公司（简称华中数控）与济南二机床集团紧密合作，针对航空航天装备关键零件的数控加工需求，批量生产配置华中数控HNC-848D型高档数控系统的高架式龙门五轴加工中心XHSV2545*50。目前，双方合作生产的五轴加工中心已经形成批量销售近十台，全部用于重点航空航天装备制造企业的关键零件的数控加工。

一、机床主要特点

济南二机床集团高架式龙门五轴加工中心机床XHSV2545*50龙门跨度大，适合在航空、航天薄壁曲面零件、板筋、肋梁类零件、复杂型面的精加工、半精加工。

机床结构采用树脂砂铸铁和焊接结构件的最优组合,考虑静、动态载荷并由计算机进行设计,先进的热处理时效工艺,最大限度地消除了焊接和铸造内应力,以提高机床的精度和刚性。

机床X轴使用龙门位置同步功能，采用滚珠丝杠、齿轮齿条驱动,装有制动单元和安全缓冲装置；Y、Z轴采用大导程的预载螺母滚珠丝杠传动。运用现代设计方法,通过建立振动阻尼、动态加速度模型,在确保机床整机刚性的前提下,尽量减轻了移动件的重量,使机床具有良好的快速响应特性。具有高转速、高速度、高加速度的特点。A、C轴传动采用力矩电机直接驱动，并分别设有液压夹紧机构。X、Y、Z轴均采用光栅尺实现全闭环控制；A、C轴采用高精度角度编码器实现全闭环位置反馈。电主轴采用大接触角高速陶瓷球轴承,并配置了主轴的冷却系统。

图1 机床整体结构图

图2 机床电气柜安装图

二、数控系统解决方案

1、数控系统、伺服驱动、伺服电机配置

图3 应用数控系统型号

2、数控机床应用数控系统功能

该型号机床应用华中HNC-848D数控系统的关键技术：高速高精控制算法、龙门位置同步功能、伺服力矩消隙功能、五轴联动功能、五轴RTCP功能、五轴RTCP速度校验功能、五轴标定功能、五轴定向加工功能、五轴定向刀具半径补偿功能、旋转轴结构误差补偿功能、刀具矢量编程功能、法向进退刀功能、五轴大圆插补功能、空间误差补偿（垂直度、直线度、扰度补偿功能）和全闭环控制、三维仿真功能、网络功能、加工大数据采集和监控功能、基于加工大数据的工艺参数优化、健康保障、断刀检测等智能化功能。

三、应用效果

济南二机床集团与华中数控合作生产的XHSV系列五轴联动加工中心已经在我国重点航空、航天、汽车等重点领域装备制造企业成功应用，主要用于航空航天等行业大型铝合金、复合材料结构件的高速、高效加工和大型汽车模具的半精加、精加工。