重庆机床集团：YS7232数控磨齿机
2023-7-13 来源：机床协会 作者：-
CIMT2023展会期间，中国机床工具工业协会对2022年度先进会员（十佳）企业进行了表彰颁奖。为了更好地宣传这些会员企业，协会传媒部针对获奖企业及其产品组织了系列专题报道。此前已发布了“自主创新十佳”企业的宣传稿，接着对“产品质量十佳”企业进行宣传，供业界参考，以期共同推动产品质量提升。稿件素材来自协会行业发展部提供的相关资料，经与相关企业确认。
协会传媒部
一、产品亮点
重庆机床集团YS7232数控磨齿机是重庆机床（集团）有限责任公司（以下简称重庆机床集团）利用其60余年的齿轮机床生产历史、60余年的齿轮机床技术积累和沉淀，并与英国HOLROYD公司（英国HOLROYD精密制造有限公司成立于1860年，专注于螺杆、齿轮精密制造技术160余年，其生产的成形磨齿机精度可达DIN 1级）、重庆大学机械传动国家重点实验室全方位合作开发的全新一代精密高效数控磨齿机。
机床严格按照欧洲高端精密机床的开发流程、测试验证流程及方法对机床进行测试分析，确保机床的可靠性、稳定性，确保机床相关技术与国际主流精密高效磨齿机同步，达到世界先进水平。
机床具有精密、高效、刚性好、稳定可靠、软件功能完善、操作界面友好等特点，机床整机技术水平达到世界先进水平。
二、围绕该产品所开展的质量工作及质量保障措施
YS7232数控磨齿机为重庆机床集团热销优质机型，是公司拳头产品。为了确保其加工精度以及稳定性，从设计开发阶段，到工艺审查编制，零件加工阶段，再到装配以及出厂检验，都严格遵循公司质量体系的要求，重庆机床集团质量管理体系执行版本是ISO：9001 2015版，在2018年经过BSI（英标）公司培训贯标完成，每年进行外部专家审核，公司获取资质的内审员共30名，支撑体系日常内部审核和督查工作。公司针对产品研发、生产及售后服务等各方面，编制了质量管理体系文件，如：新产品开发过程控制管理流程；外委、外购采购执行流程；机械加工零件检验管理办法；机床电气及装配检验管理办法；装配过程控制流程规定；服务执行流程等，严格按照质量文件要求把控每一个环节的质量工作，做到过程可控制性、可追溯性。
1．设计过程的质量控制
（1）前期准备工作
项目设计组成立后，收集大量资料，包括国内外同类型机床用户使用情况、产品优缺点及使用报告、加工工艺方法、机床设计质量文件、机械设计标准及规范、国内外相关专利、各种外购件样本及使用方法、现有加工工艺能力、新产品设计流程规范文件等，使设计工作均有据可查，避免设计过程中的质量缺陷。产品设计工作遵循质量管理体系文件《新产品开发过程控制管理流程》的要求，严格按照新产品开发流程文件要求展开全面深入的设计工作。
（2）设计手段
YS7232数控磨齿机采用模块化设计思路，使用专业三维设计软件，按照部件布局图→部组设计→数字样机流程开展设计工作。该机床布局紧凑，可方便定义零件尺寸及配合关系，能够直观的观察零部件有无干涉情况，并且可以做运动仿真，观察整机部组的运动极限，在设计阶段将结构做到完美，为产品质量提供源头保证。
公司专门设置了科研部，采用专业化的CAE有限元分析软件对机床各部组进行了强度、静刚度、约束模态仿真分析，并能对机床各部组进行温度分析，根据分析结果优化设计，直至满足设计要求。同时，还采用动态信号测试系统对机床产品进行温度、振动、位移等性能测试、信号处理、数据分析及故障诊断，查找机床质量问题，通过测试和分析提出产品优化改进建议，确保产品质量和性能稳定。
（3）评审分析
根据新产品开发流程，需对新产品总体方案、具体结构、工艺方案等进行评审；在YS7232数控磨齿机初步设计方案完成时，组织公司技术、生产、销售、采购、财务等部门专业人员进行整体技术方案评审，从机床整体布局、参数选取、机床功能、机床技术攻关等方面进行考评和提出建议。机床装配图设计完成时进行结构初步评审，评审参加人员包括了机床设计、生产制造等部门拥有丰富经验的技术人员参与评审，可从不同角度对新产品提出合理意见。设计人员根据初评报告修改总体结构，即遵循机械设计规范及标准开展具体的部组设计，在图纸检查上设置了自检、互检、专家检等检图程序，确保了设计图纸的准确性。
2．工艺过程及零件加工质量控制
（1）加工工艺编制的质量控制
在初步装配图阶段，工艺人员先对加工、装配工艺进行初步工艺分析，确保设计图纸工艺可行性。在设计图纸完成后，主任工艺根据零件类型进行分类，各部组零件分为铸件壳体类、轴套类、复杂形状类、齿轮类、板件类等，再将各类零件的工艺任务分给各个类型工艺员，类型工艺员对所分管类型零件的加工工艺有丰富的经验，比如轴套类工艺员对轴类零件的加工比较熟悉，且对加工轴类零件车间的加工设备非常了解，这种方式在工艺质量控制方面起着先决作用。
工艺文件严格按照《技术中心工艺编制细则》编制，关键零件均在工艺文件中标明了关主件，显示其重要性，增加检查的频次，提高检验标准。并根据加工时实际遇到的问题，及时修改相应设计文件，调整加工工艺。
（2）新工艺、新方法的使用
关键主轴采用细化工艺、优化工艺流程的方法，既采用深冷-精磨、配磨的工艺，完成对主轴外圆的精加工，使主轴产品达到很高的精度和表面粗糙度，同时进行配磨，保证轴承内径过盈量的精准性，减少主轴轴承高速运转的发热，提升主轴轴承使用寿命及回转精度。
主轴采用细化热处理工艺（定性工艺），在半精磨工序前增加油煮或低温回火，在半精磨和精磨工序之间增加生冷处理及回火，同时增加时效24小时，进一步增强主轴的尺寸稳定性，提升主轴外圆的耐磨性。
关键壳体改进精加工工序，优化工艺流程的方法，既对关重件壳体的重要孔径增加精加工立磨工序，保证壳体重要孔径的尺寸公差，便于更好选配轴承，控制轴承外圈配合，提升轴承使用寿命。
壳体采用细化热处理工艺，增加一次退火处理，进一步消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和残余内应力，为后续精加工工序做好组织和性能上的准备。
磨齿机关键部件（电主轴、刀架、工作台、修整主轴）全部转移至恒温、恒湿车间进行装配，机床各种测试验证试验均在恒温、恒湿环境下进行，尽可能减少各个部件因热膨胀而造成的误差，提升机床加工齿轮精度稳定性。
（3）零件加工阶段质量控制
零件加工时严格按照加工工艺执行，做到各阶段的实时跟踪、记录、精度自检核实，每个零件的检查都要做检验单并签字，做到有据可查；针对零件类检测，公司配有三坐标、圆柱度仪、光学非接触式轴类件测量仪、蜗轮副动态检测仪、数控齿轮综合测量仪等检测装置。针对整机验收有激光干涉仪、热成像仪检测；针对材料检测有OLYMPUS GX53型倒置式光学金相显微镜，HMV-G21ST型显微维氏硬度仪；针对零件类检测，公司配有三丰FORMTRACERAvant FTA-H4D3000-D表面粗糙度/轮廓测量系统。
3．装配阶段的质量控制
针对装配过程的一些关键环节制定了装配过程关键控制卡，并制订相应的装配关键点记录卡。设计人员及工艺人员全程跟踪装配，做到严格按照装配工艺卡的要求装配；并且严格按照《合格证明书》中的要求，对机床各项精度进行交检并记录实际检测数据。每台机床装配调试完成后需进行动态精度检查，均需进行切齿试验并形成报告，出厂前还需进行48小时的不间断拖车实验，以检验机床的可靠性。
针对整机验收工作，公司配有激光干涉仪XL-80、福禄克fluke热成像仪、转速表及声级计等高精检测测量设备仪器进行检测。
4．产品质量水平
YS7232数控磨齿机严格按照欧洲高端精密机床的开发流程、测试验证流程及方法对机床进行测试分析，确保了机床可靠性、稳定性，并确保了机床相关技术与国际主流精密高效磨齿机同步，达到世界先进水平。机床具有精密、高效、刚性好、稳定可靠、软件功能完善、操作方便等特点，机床整机技术水平达到世界先进水平。同时，重庆机床集团与重庆大学机械传动国家重点实验室合作，联合开展理论原理、算法、软件和测试分析等工作。重庆大学机械传动国家重点实验室有一批教授、博士、硕士等长期在重机开展相关研究、试验工作，为重庆机床集团的蜗杆砂轮磨齿机提供了坚实的技术支持。
机床床身、立柱采用多层壁箱体结构，增强了机床刚性及承载能力，确保了机床具有较高刚性、稳定性；砂轮主轴采用德国原装进口专业磨削主轴（SPL）直驱方式，减少了中间传动环节，提高了传动精度。在主轴内部装有动平衡系统，用来平衡砂轮主轴在高速旋转时产生的不平衡量，提高了磨齿表面质量，同时可大幅提高主轴系统平稳性，延长了主轴系统寿命。机床各主要传动件的轴承、直线导轨、滚珠丝杆、直线光栅尺和旋转编码器均采用国际知名品牌产品，保证了机床直线运动和回旋精度稳定性和使用寿命。机床过滤系统采用霍夫曼式真空负压集中过滤系统。
三、用户对产品的评价
YS7232数控磨齿机成功推向市场后，得到用户的青睐，在国内重要典型用户实现了产业化推广应用。同时，YS7232数控磨齿机自推广时，不断地进行了改进，改进的依据有来自零件加工阶段、机床装配阶段的改进意见，更重要的是来自用户的使用反馈。根据用户不断使用的亲身感受，对发现的问题进行了迫切需求改进，形成了重庆机床集团最宝贵的意见。根据目前多家用户的反馈信息来看，YS7232数控磨齿机换型方便，机床稳定性高，机床单台月平均故障时间小于1小时，批量加工精度保持在4-5级，加工稳定性高，售后服务及时周到。对于用户提出如下问题，公司及时响应并进行了处理，具体情况如下：
1．机床工件夹爪夹不准的问题
接到用户问题反馈后，项目组及时到用户现场实地调研跟产，经过跟产发现问题，为用户换产过程中夹爪的选择不合适，另外由于部分用户厂房气压不足，造成自动料仓顶升气缸顶升力不够，工件未完全到位时夹爪就开始夹持工件，发现问题后公司对售后安装调试人员做了培训，并且对于用户的培训需落实到每个细节，包括夹爪选择、螺钉锁紧等细节，同时提高气源气压报警的限值。
2．机床存在护罩渗油情况
接到反馈后，项目组即对机床床身和护罩的接合面进行了整改，并将床身整体结构进行了优化；同时，对护罩连接部分做特殊要求，护罩的焊缝必须采用满焊连接，并根据用户反馈的各渗油点进行专项防油改进，目前未再有用户反馈机床护罩渗油的情况。
（素材来源：协会行业发展部及相关企业 摘编整理：兰海侠）
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