近日，北京第二機(jī)床廠（北二機(jī)床）研發(fā)的曲軸磨削裝備榮獲2014年度國家機(jī)械工業(yè)最高科技大獎——中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎。曲軸是活塞式內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵部件，曲軸的旋轉(zhuǎn)是整個機(jī)械系統(tǒng)的動力源。上述成果意味著，我國成為繼英、德、日本之后，第四個掌握隨動式磨削技術(shù)及裝備的國家，北二機(jī)床也成為目前國際上惟一能夠提供曲軸磨削拋光完整精加工裝備的機(jī)床制造商。
北二機(jī)床生產(chǎn)的B2-K1018“雙砂輪架隨動式數(shù)控曲軸磨床”
據(jù)中國工業(yè)報報道，北二機(jī)床研發(fā)的“曲軸柔性、精密、高效磨削加工關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備”項(xiàng)目榮獲2014年度國家機(jī)械工業(yè)最高科技大獎——中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎，這不僅是我國機(jī)床工具行業(yè)第一次而且也是北京市企業(yè)第一次獲此殊榮。
北二機(jī)床除了突破關(guān)鍵技術(shù)，還與清華大學(xué)等相關(guān)高校企業(yè),開展了項(xiàng)目產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、機(jī)床結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化、加工狀態(tài)監(jiān)控與信息管理技術(shù)等技術(shù)研究工作，最終使磨削效率相對于傳統(tǒng)的偏心夾具式曲軸磨床提高了4倍。
曲軸是發(fā)動機(jī)的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接活塞的上下（往復(fù)）運(yùn)動變成循環(huán)（旋轉(zhuǎn)）運(yùn)動。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機(jī)的動力源。也是整個機(jī)械系統(tǒng)的源動力。曲軸軸頸的圓度誤差直接影響著發(fā)動機(jī)的配合精度、旋轉(zhuǎn)精度、摩擦、振動和噪聲，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對曲軸的制造精度、效率和質(zhì)量提出了更高的要求。
曲軸工作原理
曲軸實(shí)物圖
據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人北二機(jī)床總經(jīng)理王波介紹：“項(xiàng)目組七年磨一劍，針對曲軸精密、高效的磨削要求，通過技術(shù)創(chuàng)新，成功開發(fā)出了曲軸精加工敏捷生產(chǎn)線成套裝備，并形成了從曲軸隨動式（切點(diǎn)跟蹤）磨削的相關(guān)理論、方法、工藝、功能部件、整機(jī)制造到應(yīng)用的完整技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了曲軸非圓磨削成套裝備技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重大突破?！?/p>
該項(xiàng)目通過采用基于非圓磨削原理的雙砂輪架隨動式（切點(diǎn)跟蹤）磨削技術(shù)、六軸同步插補(bǔ)聯(lián)動磨削技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一次裝夾雙砂輪同步磨削曲軸連桿頸和主軸頸，將傳統(tǒng)的曲軸磨削7道工序優(yōu)化為4道或5道工序；成功研發(fā)出具有敏捷柔性特征的曲軸磨削生產(chǎn)線總體布局技術(shù)、隨動式（切點(diǎn)跟蹤）磨削技術(shù)、智能化無編程專家系統(tǒng)、連桿頸相位數(shù)字化自動測量識別技術(shù)、曲軸隨動同步切磨縱磨技術(shù)、曲軸品種的智能識別與敏捷換型技術(shù)、超精密拋光、機(jī)床幾何誤差及磨削圓度與尺寸誤差補(bǔ)償、微進(jìn)給傳動與高響應(yīng)驅(qū)動等關(guān)鍵技術(shù)。同時北二機(jī)床與清華大學(xué)等相關(guān)高校企業(yè)，還共同開展了項(xiàng)目產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、機(jī)床結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化、動靜態(tài)精度測試、可靠性提升、生產(chǎn)線加工過程與工藝參數(shù)優(yōu)化、加工狀態(tài)監(jiān)控與信息管理技術(shù)等技術(shù)研究工作。項(xiàng)目獲得國家授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利3項(xiàng)。
該成套裝備能夠滿足汽車、船舶等各類內(nèi)燃機(jī)曲軸加工要求，對于推動我國內(nèi)燃機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供了有力的工藝裝備支撐。項(xiàng)目成果鑒定意見為：“該成果綜合技術(shù)達(dá)到同類技術(shù)國際先進(jìn)水平，其中隨動式（切點(diǎn)跟蹤）磨削機(jī)床達(dá)到同類產(chǎn)品國際領(lǐng)先水平；實(shí)現(xiàn)了曲軸非圓磨削成套裝備技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用重大突破”。
項(xiàng)目開發(fā)的以“數(shù)控隨動式（切點(diǎn)跟蹤）曲軸磨床”為核心的“曲軸柔性、精密、高效磨削加工成套裝備”，該整套裝備包括：雙砂輪架數(shù)控隨動式（切點(diǎn)跟蹤）曲軸磨床、數(shù)控曲軸止推面磨床、數(shù)控曲軸軸端磨床（法蘭端磨削）、數(shù)控曲軸軸端磨床（皮帶輪端磨削）、數(shù)控曲軸拋光機(jī)等產(chǎn)品。北二機(jī)床同時也具備了提供全自動上下料、自動加工、自動物流、自動檢測、MES信息化管理為特征的智能化曲軸生產(chǎn)線的成線集成配套能力。
項(xiàng)目創(chuàng)建的技術(shù)體系還可以推廣到汽車凸輪軸、機(jī)器人偏心軸等領(lǐng)域的非圓精密高效磨削加工。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，北二機(jī)床又成功開發(fā)出了數(shù)控凸輪軸磨床、帶有非圓磨削功能的數(shù)控柔性復(fù)合磨床和面向工業(yè)機(jī)器人RV減速器的數(shù)控偏心軸磨床。項(xiàng)目成果已成功應(yīng)用于汽車、船舶、內(nèi)燃機(jī)車、軍工、工業(yè)機(jī)器人、空調(diào)冰箱壓縮機(jī)等不同行業(yè)。
曲軸磨削成套裝備的研制成功，使我國成為繼英、德、日本之后，第四個掌握隨動式磨削技術(shù)及裝備的國家，北二機(jī)床也成為目前國際上惟一能夠提供曲軸磨削拋光完整精加工裝備的機(jī)床制造商。減緩了發(fā)達(dá)國家對我國的技術(shù)制約，節(jié)省了設(shè)備投資，確保我國汽車、船舶、軍工、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)磨削成套裝備不受制于人，為國家經(jīng)濟(jì)安全做出了貢獻(xiàn)，其技術(shù)幅射作用必將帶動機(jī)床、汽車、船舶、軍工、工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。
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