2002年以來，四川長征機床集團有限公司與東方汽輪機廠合作，成功地研制了CX050樅樹型輪槽加工專用銑床、CX052 專用雙軸軸向輪槽數(shù)控銑床、CX054專用單軸軸向輪槽數(shù)控銑床等系列輪槽加工機床，應用于東方汽輪機廠不同規(guī)格不同類型的汽輪機輪槽加工，如今，雙方合作正在研制更大規(guī)格的CX056重型多軸核電轉子輪槽專用數(shù)控銑床，該機床性能指標達到德國Corberg和意大利Inseel同類產品先進技術水平，于2007年正式投入使用，用于以東方汽輪機廠為代表的汽輪機行業(yè)的核電轉子的輪槽加工。
機床為重型多軸控制的專用數(shù)控銑床，機床重量達300余t。其主要加工對象為：單件重量300余t、直徑1500～3500mm的多種大型核電轉子。通過9軸的控制完成大型核電轉子的多條型面為圓弧的輪槽加工。機床既要滿足直徑600盤銑刀實現(xiàn)7000Nm大扭矩的粗加工，也要滿足實現(xiàn)小直徑的成形銑刀的穩(wěn)定的高精度的數(shù)控插補精加工。此類機床是國家發(fā)展核電的關鍵設備，現(xiàn)均需進口，通過開發(fā)具有自主知識產權的此類重型、高精度、多軸控制的核電輪槽專用數(shù)控機床，不僅可以為汽輪機行業(yè)提供關鍵設備，還能使我國在重型、高精度，多軸控制的數(shù)控專機的開發(fā)和技術得以有效提升。這臺產品的研制成功，將使此類產品形成更完整的系列，有效地支撐我國大型電力設備、清潔能源設備的發(fā)展。
CX050樅樹型輪槽加工專用銑床
研制起因及過程
2002年5月，東方汽輪機廠為了滿足生產的急需，并降低產品成本的要求，試探性地與四川長征機床集團公司合作開發(fā)CX050樅樹型輪槽加工專用銑床。該機床于2003年2月交付使用，經過對該設備的使用，發(fā)現(xiàn)其加工產品的精度滿足要求，機床使用性能良好，解決了600MW汽輪機高中壓轉子輪槽的加工難題，價格僅為進口機床的1/3，交貨期僅為10個月。
鑒于第一臺CX050樅樹型輪槽加工專用銑床應用的成功，2003年10月，東方汽輪機廠再次與四川長征機床集團公司合作開發(fā)更大規(guī)格的CX052 專用雙軸軸向數(shù)控銑床。機床于2004年7月交付使用，各項指標均達要求，并解決了ST高中壓及低壓轉子輪槽加工的難題，交貨周期僅為9個月。
由于第一臺CX050以及第二臺CX052的成功使用，2005年1月，東方汽輪機廠第三次與四川長征機床集團公司合作開發(fā)給水泵汽輪機的CX054專用單軸軸向數(shù)控銑床。機床于2005年7月交付使用，在原有水平基礎上，交貨周期僅為6個月。
CX052 專用雙軸軸向輪槽數(shù)控銑床
以上產品的使用證明，機床各項精度、使用性能，達到了進口同類產品的水平，部分指標超過了進口機床，并初步形成系列。2006年4月，東方汽輪機廠決定雙方再次合作開發(fā)更大規(guī)格更高精度的CX056重型多軸核電轉子輪槽專用數(shù)控銑床。于2007年中旬正式投入使用。
重型多軸輪槽專用數(shù)控銑床系列產品
CX050樅樹型輪槽加工專用銑床。主要用于加工樅樹型輪槽專用銑床，采用三向立柱移動式結構，配SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)。機床三個進給方向導軌均為矩形導軌，采用整體鑲鋼一聚四氟乙烯貼塑滑動導軌副，配有定時定量潤滑泵，保證導軌充足的潤滑，增加了導軌的耐磨性，使機床的精度得以長期保持。機床各大鑄件均采用樹脂砂造型、鑄件結構布筋合理且結構緊湊，使機床具有足夠的剛度。保證機床能進行滿負荷切削。
CX052 專用雙軸軸向輪槽數(shù)控銑床——加工雙軸軸向輪槽的專用數(shù)控銑床。
CX054專用單軸軸向輪槽數(shù)控銑床——加工單軸軸向輪槽的專用數(shù)控銑床。
CX056重型多軸核電轉子輪槽專用數(shù)控銑床。機床主軸具有自動刀具夾緊及刀具內外冷卻系統(tǒng)并具備安裝角銑頭接口，整機包含兩個主機和一個分度裝置，整機重量達500余t。配置多通道的SIEMENS 840D系統(tǒng)，七個坐標軸用全閉環(huán)控制。主傳動系統(tǒng)可實現(xiàn)主軸功率55kW，主軸的最大扭矩為7000Nm，主軸最高轉速為1500r/min，并具有自動刀具夾緊及刀具內外冷系統(tǒng)。進給傳動系統(tǒng)的X向、Y向傳動采用具有消隙結構的齒輪、齒條及齒輪箱傳動方式，滿足機床運動部件為35t的驅動要求。其余四個方向都采用伺服電機與大規(guī)格精密滾珠絲杠直聯(lián)的傳動方式，具有剛性好、響應快等優(yōu)點。各向導軌均采用滾動與滑動相結合的導軌型式，具有快速響應性能良好同時有較好吸振性的特點。采用大跨距的矩型導軌及大包容的結構尺寸，以保證其具有良好的結構剛性。各向導軌均采用分離式卡緊裝置，并具有獨立的卡緊導軌。各個坐標軸均采用全閉環(huán)控制。分度裝置采用具有高精度、高穩(wěn)定性及高負載的數(shù)控分度結構。
產品的主要技術難點及創(chuàng)新點
大扭矩、高剛性主傳動系統(tǒng)的設計、制造及調試技術，實現(xiàn)主軸大功率，主軸大扭矩，并保證主軸精度及穩(wěn)定加工性能。
帶阻尼技術的滾動導軌副的設計、制造及調試技術，最終達到卸荷率0.3，當量摩擦系數(shù)0.008。分離式導軌卡緊裝置的設計、制造及調試技術。
高精度、高穩(wěn)定性、高負載的分度回轉裝置的設計、制造、調試技術。
具有高接觸剛度的結合面工藝技術研究。機床幾何精度調整補償工藝及定位精度實現(xiàn)的保證工藝。
重型機床熱變形規(guī)律及對策研究。
重型、多軸、高精度的數(shù)控銑床機電聯(lián)調技術的研究。
高強度、低應力基礎鑄件及鑄件內應力變化規(guī)律及對策的研究。
大型零件的加工工藝的研究。
CX054專用單軸軸向輪槽數(shù)控銑床
研制意義
重型多軸輪槽專用數(shù)控銑床系列產品用于以東方汽輪機廠為代表的汽輪機行業(yè)的轉子的輪槽加工。通過開發(fā)具有自主知識產權的此類重型、高精度、多軸控制的輪槽專用數(shù)控機床系列，能使重型、高精度，多軸控制的數(shù)控機床的開發(fā)和共性關鍵技術得以有效提升。
此系列產品研制成功后，可推廣到國內所有汽輪機生產行業(yè)，為汽輪機行業(yè)提供關鍵設備，滿足國家發(fā)展電力特別是核電的需要。同時與國外同類機床相比，售價僅為進口機床的1/3左右。
重型多軸輪槽專用數(shù)控銑床系列產品研制成功，將為國家發(fā)展核電產業(yè)提供關鍵設備，滿足汽輪機行業(yè)對此類關鍵設備的需要，提高我國的加工工藝裝備水平。不僅可以全面替代進口，節(jié)省外匯，還可以防止國外對我國重型數(shù)控機床進口的封鎖。
通過本項目的技術研究開發(fā)，將解決我國數(shù)控機床，特別是大型數(shù)控機床所存在的一些共性技術問題，促使在重型、高精度，多軸控制的數(shù)控專機的開發(fā)和技術得以有效提升，有利于提高我國數(shù)控機床水平，并以此作為在大型、高檔數(shù)控機床開發(fā)和生產上，趕超國際先進水平的一個重要突破口，為樹立我國機床行業(yè)在國際上的良好形象，起到重要的作用。
