国产数控机床和数控系统在汽车零部件制造领域

一、项目背景概述

中国汽车产业正处于飞速发展的黄金时期，连续多年引领全球汽车产量和销量。作为机床市场的重要驱动力，汽车工业对数控机床的需求日益旺盛。尤其在汽车零部件制造领域，如发动机、变速箱等核心部件的生产，对高精度、高效率的数控机床的依赖程度极高。统计数据显示，我国每年对数控机床的需求超过10万台，机床消费的40%以上用于汽车工业。

面对汽车及零部件行业的快速发展，国产数控机床虽然在竞争激烈的国内外市场中仍面临挑战，但在自主品牌汽车和新能源汽车发展的重大机遇下，国产机床的国产化进程正在加快。国家积极鼓励国产数控机床在汽车零部件制造领域的应用示范，推动其大规模应用趋势。已经有一些企业，如武汉华中数控股份有限公司与东风设备制造厂，在此方面取得了显著的突破。

二、示范应用案例详解——华中数控与东风设备制造厂的强强联手

武汉华中数控股份有限公司（简称华中数控）与东风设备制造厂的紧密合作，为我们呈现了一个杰出的示范应用案例。针对轿车发动机关键零件的加工需求，他们共同批量生产了配备华中数控HNC-818B型高性能数控系统的高精度四轴卧式加工中心。这些机床已成功应用于国内某重点汽车制造企业的生产线，形成了柔性生产线，具备高速多面铣、镗、钻、攻丝等多种加工能力，尤其适用于轿车缸体、缸盖等铸铁类生产线的加工。

这些机床的特点如下：

1. 性能卓越：直线轴的最大加速度达到1g，进给速度和快移速度分别高达20m/min和60m/min。

2. 精度高超：定位精度达到5μm，重复定位精度为3μm，铣削孔圆柱度在10μm以内（针对孔径100mm）。

3. 配备先进的电主轴，功率为25kW，最高转速可达8000r/min。

4. 液压锁紧转台的设计，在提高加工效率的同时保证了重切精度。

5. 创新的顶置刀库设计，节省了机床占地面积，提高了C-C换刀时间，缩短了工件的加工周期。

6. 操作便捷：双操作面板使得加工操作和程序管理更为方便。

7. 先进的断刀检测功能：能在换刀前或加工后检测刀具的破损情况，确保产品加工合格率。

华中数控HNC-818B数控系统作为该四轴卧式加工中心的核心，展示了其高速高精加工技术的卓越性能。该系统具备三轴及四轴联动功能、在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿和全闭环控制等高档功能。它还具备适配智能产线的全开放式网络接口功能（可扩展Ethercat总线式通讯协议）、加工大数据采集和监控功能。这一系列高级功能和技术应用，使得该机床在汽车零部件制造领域表现出色，赢得了用户的高度评价。

三、数控系统配置概览

以下是东风设备制造厂所配备的数控系统的主要组件概览：

| 序号 | 名称 | 规格型号信息 | 数量 |

| | | | |

| 1 | HNC-818B数控装置 | 配备10.4"LED彩色液晶显示屏编程面板与机床操作面板 | 1 |

| 2-4 | X/Y/Z轴驱动装置及伺服电机 | 包括HSV-180UD-150C等型号 | 若干 |

| 5 | B轴驱动装置及伺服电机 | 用于精准控制B轴的运动 | 1 |

| 6 | 主轴轴驱动装置及电主轴 | 为机床提供强大的动力源 | 1 |

| 7 | 刀库/换刀机械手/刀检驱动装置及相关伺服电机 | 确保刀具的精准管理和高效换刀操作 | 若干 |

四、应用效果

东风设备制造厂采用的配备华中数控HNC-818B数控系统的四轴卧式加工中心，主要用于轿车发动机缸体缸盖的高效批量生产。该机床的应用显著提高了生产效率和产品质量，为汽车制造业的发展做出了重要贡献。这一成功的示范应用案例，为国产数控机床的发展树立了典范，展示了国产机床在汽车零部件制造领域的广阔应用前景。一、机床介绍与数控系统解决方案

华中数控与北京工研精机股份有限公司联手打造的µ2000/630HF四轴卧式加工中心，展现出了媲美国外高端机床的可靠性和结构紧凑性。这款精密机床的工作台尺寸达到630x630mm，XYZ轴行程分别为1000mm、900mm和900mm，主轴转速高达每分钟8千转，能够满足各种复杂加工需求。

其核心的数控系统解决方案来自于华中HNC-848C数控系统，这款系统具备强大的四轴联动功能，能够实现圆柱插补、高速高精控制等高档控制功能。它还配备了在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿、热误差补偿以及高精度绝对光栅全闭环控制等先进功能。全开放式的网络接口，使得加工大数据的采集和监控成为可能。具体到每一轴的配置，X轴驱动装置、Y轴驱动装置等伺服驱动和电机配置都是为了确保机床的高效运行而精心选择的。

二、应用实例：H377复合磨削中心

走进生产现场，目光立刻被H377复合磨削中心所吸引。这款机床集多种先进技术于一身，专为高精密轴系部件的磨削加工而打造。它拥有多功能轴配置，包括4个进给轴和一头架主轴。其中，内圆砂轮的修整技术和高速稳定的主轴系统是其亮点之一。高效的三工位磨头显著减少了装夹次数，提升了磨削效率。而智能C/S头架轴则能够根据磨削需求灵活调整速度和控制模式。

华中数控的HNC-848D高性能系统应用于H377复合磨削中心，为其提供了强大的数控功能。该系统实现了X、Z、B轴的精准定位以及一系列高档控制功能。每一个轴的配置都是针对H377的特点精心挑选的，例如X轴配备了GK系列电机和光栅技术，Z轴则注重于大型零件的加工需求。这套数控系统不仅满足了高精密轴系加工的需求，更展现了我国在高端制造领域的实力与追求。

无论是µ2000/630HF四轴卧式加工中心还是H377复合磨削中心，都展现出了我国高端制造设备的实力与风采。它们集多种先进技术于一体，彰显了我国在机床领域的创新能力和技术实力。这些机型已广泛应用于各大生产领域，为我国制造业的发展注入了新的活力。外圆砂轮主轴、端面砂轮主轴及内圆砂轮主轴的技术特点

利用先进的模拟量控制技术，搭配核心部件HIO-1073板卡，我们针对不同类型的砂轮主轴进行了技术革新。对于外圆砂轮主轴和端面砂轮主轴，我们采用了性能卓越的变频电机430-210430-C80L。这两款砂轮主轴的最大运行速度均可达到惊人的1719r/min，并且其转速偏差被精准地控制在0%到-5%的范围内，保证了加工过程的稳定性和精度。

在内圆砂轮主轴方面，我们采用了另一种高性能的变频电机430-120300-M22。其最大运行速度更是提升至00r/min，展现了极高的加工效率和精度。这样的设计旨在满足更为精细和复杂的加工需求，确保在各种加工环境中都能达到卓越的加工效果。

搭载华中数控HNC-848D数控系统的H377磨削中心，展现出了强大的性能。这一系统被专门用于精密轴系零件的加工，如汽车变速箱传动轴、汽车发动机缸盖凸轮轴以及汽车发动机曲轴等。更值得一提的是，它具备砂轮动平衡检测及防碰撞功能、碰撞回退等功能，确保了加工过程的安全性和稳定性。

关于项目经验与成果，我们取得了以下几方面的进展：

通过与多家企业和团队的紧密合作，我们深入研究了乘用车关键零件的数控加工效率和加工工艺。与东风设备制造厂、北京工研精机、上海机床厂以及汽车零部件制造企业的合作，提高了国产装备的加工功能适应性，并对国产装备的功能、性能和可靠性进行了全面考核和验证。

我们与汽车零部件制造企业共同设计、制造生产线，深入研究乘用车关键零件加工工艺技术。这种团队合作的模式使我们能够为汽车关键零部件生产线提供完整的解决方案，显著提高加工质量、加工精度和加工效率。这不仅树立了国产数控机床和数控系统的信心，还为未来的技术发展打下了坚实的基础。

应用国家重点支持的国产数控机床和数控系统，我们全面验证和提升了所采用的数控机床、数控系统以及功能部件的功能与性能。这不仅提高了国产装备整体工艺解决方案的能力，而且推动了专项成果在汽车关键零部件制造企业的示范应用。展望未来，我们将持续助力国产数控机床和数控系统满足汽车关键零部件制造企业的需求，为我国汽车关键零部件技术创新和关键制造装备国产化作出重大贡献。

我们还通过展示内圆零件数控加工的样件，为项目的技术先进性和实用性提供了直观的证明。这些样件不仅证明了我们的技术实力，还为客户提供了高质量的产品和服务。我们的技术和项目经验成果展示了我们在砂轮主轴技术方面的专业性和领先性，为汽车关键零部件制造提供了强有力的支持。