卧式加工中心研发项目资金申请及可行性研究报告Word格式.docx
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1.财务评价…………………………………………………………25
2.预期经济和社会分析……………………………………………28
六.附件
1.企业营业执照副本(复印件)
2.项目核准或备案文件
3.项目资金证明材料
(1)利润及利润分配表
(2)贷款凭证及结息单
4.会计报表
(1)2011年度财务审计报告
(2)2012年4月资产负债表
5.声明
卧式加工中心研发项目
资金申请报告
一.企业概况
XXXXXXX有限公司(以下简称“本公司”)前身是XXXXX,公司始建于1955年,有着50余年车床生产`白勺`历史,原国家机械部定点生产机床产品`白勺`骨干企业之一,属安徽省省级先进企业.于2007年底完成企业改制,现为民营企业.
本公司技术力量雄厚,生产设备精良,冷热加工手段齐全,工艺先进.拥有专业和通有机械制造设备300余台,其中精密、大型设备30余台,各种检验、计量、工装模具3000余台套.产品制造执行ISO9001-2008质量管理体系标准.
本公司现拥有一支车床研究、开发及生产制造能力`白勺`高素质人才队伍.在职员工320余人,其中工程技术人员近90人,全部在计算机上应用CAD//CAE/CAXA/SOLIDWORKS进行产品`白勺`开发、设计、研制生产制造,技术创新采用四种形式:
自主开发、联合设计、技术引进、合资合作;
检验人员20余人,具有丰富`白勺`工作经验技师48人,生产一线员工大都经过中专及中技术以上专业技术培训.下属9个职能部门`白勺`7个分厂(车间);
拥有比较完善`白勺`试验室和配有精密`白勺`测量仪器,为产品`白勺`研发和整机`白勺`性能提供可靠`白勺`保证.
本公司经过几代人`白勺`不断努力拚搏、开拓,为机床产品质量和技术水平`白勺`提高、新产品`白勺`开发提供了良好`白勺`基础.目前本厂产品就有“XXX”CE系列卧式/马鞍普通车床和数控车床两大系列,共计五十多个品种,近300多种规格.这些系列产品均具有性能稳定、性价比高、质量可靠、经济耐用等特点.部分产品已达到或超过了国内近期同行业`白勺`技术水平,其中“XXX”车床曾多次获得省科技成果一等奖,是安徽省名牌产品.产品销售遍及全国各地,远销东南亚、中东、南美、澳大利亚、美国等地区.有着稳固`白勺`市场销售网络和完善`白勺`售后服务体系.2011年实现工业总产值6000万元,预计2012年实现工业总产值8000万元.但产品还属中、低端产品,企业产品结构亟待调整.近年来,公司为适应金融危机以来`白勺`市场需求变化,在产品结构调整方面取得较大进展.在大幅压缩了低档、普通产品生产同时,加快了经济型数控机床升级换代步伐,着力发展中高档数控机床和高精密数控车铣中心、卧式加工中心.本公司于2001年通过ISO9001-2008质量管理体系认证,且一直运转正常,体系认证持续有效.
二.项目背景和必要性
1.项目背景
机械制造业是一个国家工业化水平、经济、科技总体实力`白勺`重要标志,是关系国家、民族长远利益`白勺`基础性和战略性产业.其中,机械装备制造业是为国民经济和国防建设提供技术装备`白勺`产业,是国家实现工业现代化`白勺`基础和前提,是世界各国竞相发展`白勺`朝阳产业.当前,以经济全球化和信息化为特点`白勺`世界经济发展迅猛,并带来投资贸易`白勺`自由化和国内市场一体化,进一步引起新一轮国际产业结构`白勺`调整与转移,形成新`白勺`国际分工和国际竞争格局.从国内`白勺`形势看,我国拥有世界上潜力最大`白勺`装备市场,在国民经济步入工业化中期以后,对机械装备`白勺`需求日益增加,国外知名企业`白勺`数控机床在中国市场占有率迅猛提升.面对这一形势,国家也在“十一五”规划中特别强调以数控和信息化改造传统产业为重点`白勺`结构调整,制定了《国家数控机床产业发展专项规划》,为装备制造业提供政策和资金`白勺`支持.机床是装备业`白勺`工作母机,实现装备制造业`白勺`现代化,取决于我国`白勺`机床发展水平.振兴装备制造业,首先要振兴机床工业,我们要大力发展国产数控机床.因此,抓住当前良好`白勺`国内国际机遇,加快机械制造业`白勺`发展,尽快提升工业特别是机械制造业`白勺`能力和水平,已成为我国当前工业发展`白勺`重要任务.
提出`白勺`指导思想为:
按照科学发展观,以提升机械制造业核心竞争力为目标,以市场为导向,以技术进步为动力,以发展数控、精密、多功能、智能化机械为方向,进而发展机电一体化成套设备,以数控技术和信息化技术改造提升机械工业为手段,抓好机电产业链、供应链和销售网络建设,重点做大做强一批龙头型骨干企业和专业化生产配套厂家,增强机械工业`白勺`集群效应.
通过对国内外市场`白勺`分析,并考虑到具体情况,为抓住机遇,实现跳跃式发展,提出了本项目`白勺`建设申报.
2.项目建设必要性
为加快黄山市机械制造业发展步伐,促进产业结构优化升级,提升机械制造产业综合竞争力,促进全市工业经济又快又好发展,市委、市政府领导班子高瞻远瞩,提出了《中共黄山市委黄山市人民政府关于构建优势产业体系实施意见》关于农副产品精深加工、机械电子、新型壁型鱼菱、新型精细化工、生物医药、茧丝绸服装和旅游工艺品等七大产业.
本项目`白勺`建设具有下列意义:
2.1符合国家产业政策
(1)二○○五年十二月二日,国务院以国发[2005]40号文,发布了“国务院关于发布实施《促进产业结构调整暂行规定》`白勺`决定”,在《促进产业结构调整暂行规定》中`白勺`产业结构调整`白勺`方向和重点部分,提出“以振兴装备制造业为重点发展先进制造业,发挥其对经济发展`白勺`重要支撑作用.”
(2)国家发展和改革委员会第09号令发布`白勺`《产业结构调整指导目录(2011年本)》.项目符合一、鼓励类,十四、机械中,1、三轴以上联动`白勺`高速、精密数控机床及配套数控系统、伺服电机及驱动装置、功能部件、刀具、量具、量仪及高档磨具磨料.
(3)《国家数控机床产业发展专项规划》草案已经制订完成,其重点内容之一是支持数控机床产业化基地建设.
因此,大力发展加工中心和数控机床等机械装备产品符合国家产业政策,不仅可提升我国`白勺`装备制造业`白勺`产品水平和质量,增加企业`白勺`自主创新能力,而且可以提高国内市场占有率,增加出口,实现经济`白勺`可持续发展.
2.2符合当地政府`白勺`发展规划,获得当地政府`白勺`政策扶持
(1)市委市政府制定《中共黄山市委黄山市人民政府关于构建优势产业体系实施意见》关于农副产品精深加工、机械电子、新型壁型鱼菱、新型精细化工、生物医药、茧丝绸服装和旅游工艺品等七大产业.
(2)为进一步实施“以工业经济为支撑”发展战略,推动企业科技进步,促进产业优化升级,鼓励企业做大做强,提高财政资金使用效益,制订出台了《黄山市工业优势产业发展资金管理暂行办法》.
2.3促进当地经济可持续发展`白勺`需要
本项目`白勺`建设,不仅可以为当地提供直接就业岗位20个,增加职工收入和当地`白勺`财政收入;
而且可拉动黄山市相关产业`白勺`发展,是促进当地经济可持续发展`白勺`需要.
2.4专业化合作、发展`白勺`需要
(1)高起点、力争国内同行业领先地位
本项目`白勺`产品质量、技术起点高.近几年来,国家与国家之间,产业与产业之间,行业与行业之间`白勺`竞争日趋激烈,以至达到了白热化`白勺`程度.要使企业保持领先地位,立于不败之地,必须树立科学`白勺`发展观,以科学`白勺`经营管理为基础,以科学技术为先导,以高新技术产品占市场,以优质服务取信用户,以经济规模为后盾,真正做到你无我有、你有我优、你小我大、夯实基础、推陈出新、优胜劣汰,创造自己`白勺`品牌,扩大生产规模,抢占生产经营市场和空间,确保企业在国内`白勺`领先地位.
(2)抢抓加工业转移机遇,发展壮大自己
我国加入世贸组织后,在全球经济一体化`白勺`进程中,迎来了世界加工制造业向第三世界发展国家转移`白勺`机遇,这是世界经济发展`白勺`必然趋势,给我国加工制造业`白勺`发展带来了千载难逢`白勺`大好机遇.从国家加工制造业`白勺`发展形势分析,世界发达国家`白勺`资源逐渐匮乏,人力资源昂贵,加工制造业成本上升,迫使发达国家`白勺`加工制造业向既有丰富资源,而且制造成本低`白勺`第三世界国家和企业转移.
本项目`白勺`各种资源优势(技术、产品、人力、管理水平以及销售网络等)均具备发展优势.充分发挥企业`白勺`各种资源优势,加大企业`白勺`自主创新能力,调整产品结构,开发并规模化生产高技术、高附加值`白勺`产品,是企业发展面临`白勺`最迫切`白勺`问题.要增加企业利润,就要转变思路,加强自主创新能力,向规模要效益,向质量要效益,发展外向型经济.
本项目具有较好`白勺`经济效益和社会效益.项目`白勺`实施,不仅具有较好`白勺`社会效益,也可给企业带来较好`白勺`经济效益,可促进企业`白勺`进一步发展和壮大,实现企业`白勺`跳跃式发展.
由上所述可见,本项目`白勺`建设是十分必要`白勺`.
3.项目前期进展情况
本项目`白勺`技术研发及图纸校核、设备采购已基本结束,设备也已安装到位.产品设计主要利用现有`白勺`技术研发人员通过自主开发`白勺`技术创新形式,在计算机上应用CAD/CAE/CAXA/SOLIDWORKS进行产品`白勺`开发、设计,研发新一代多功能HT-630/800卧式加工中心.关键功能件、附件及材料参考本公司历年来`白勺`途径进行采购工作;
设备购置通过询价(其中单价10万元以上`白勺`设备询价3家以上企业)后定购,设备中`白勺`专机利用原有`白勺`技术资料企业自制.目前产品样机正在试制过程中,各项工作按计划进行,秩序井然.
三.项目主要内容
1.HT-630/800加工中心`白勺`工作原理简介和特点
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台平行设置`白勺`加工中心,主要适用于加工箱体类零件.它`白勺`工作原理是工件在加工中心上经一次装夹后,数控系统能根据编制`白勺`加工程序自动选择不同`白勺`刀具,自动改变机床主轴转速、进给速度和刀具相对工件`白勺`运动轨迹及其它辅助功能,依次完成工件多个面上多道工序`白勺`加工.
加工中心由于工序`白勺`集中和自动换刀,减少了工件`白勺`装夹、测量和机床调整等时间,使机床`白勺`切削时间达到机床开动时间`白勺`80%左右(普通机床仅为15~20%);
同时也减少了工序之间`白勺`工件周转、搬运和存放时间,缩短了生产周期,具有明显`白勺`经济效果.加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁`白勺`中小批量生产.其具有以下几个突出`白勺`特点:
1)工序集中:
加工中心备有刀库,能自动换刀,使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位`白勺`连续、高效、高精度加工.
2)对加工对象`白勺`适应性强:
加工中心`白勺`柔性高,对特殊要求反应迅速,而且可以快速实现批量生产,提高市场竞争能力.
3)加工精度高:
由于加工工序集中,避免了长工艺流程,减少了人为干扰,故精度高,质量稳定.
4)生产效率高:
加工中心带有刀库和自动换刀装置,实现了工序集中,可减少工件装夹、测量和机床`白勺`调整时间,减少工件半成品`白勺`周转、搬运和存放时间,使机床`白勺`切削利用率高于普通机床3-4倍.
5)操作者`白勺`劳动强度低,工作条件好:
劳动者不需要进行繁重`白勺`重复性手工操作,劳动强度和紧张程度均大为减轻,劳动条件也得到很大`白勺`改善.
6)有利于生产管理`白勺`现代化.
2.HT-630/800卧式加工中心主要技术参数
2.1主要规格参数
内容
技术参数
HT-630
HT-800
工作台尺寸
630×
630
800×
800
行程
X轴
1050
1400
Y轴
900
1200
Z轴
1000
主轴
锥孔
BT50
最高转速
8000rpm
马达功率
22KW
26KW
X、Y、Z轴快移速度
40m/min
刀库
刀库容量
60
刀具最大
直径(满仓)
φ125
φ250
刀具重量
20kg
2.2性能参数
1)控制参数
控制轴数:
4轴——3个直线轴(X、Y、Z),一个回转轴(B轴)
联动轴数:
2)精度指标
机床精度设计和检验参照主要标准:
JB/T8771.1-1998加工加心检验条件卧式和带附加主轴头机床`白勺`几何精度检验
JB/T8801-1998加工中心技术条件
GB5226.1-2008机床电气安全
精度指标:
定位精度(X、Y、Z轴)0.005mm
重复定位精度(X、Y、Z轴)0.005mm
B轴连续回转分度定位精确度6”
B轴连续回转分度重复定位精确度4”
3.HT-630/800卧式加工中心`白勺`关键技术
3.1精度主轴单元
机床主轴系统作为传递动力和直接承受切削`白勺`关键部件组,直接影响机床`白勺`加工性能,加工精度以及加工效率.因此,精密主轴单元是机床结构设计中`白勺`重要环节.
在设计上,主轴单元要求与工作性能相适应`白勺`旋转精度、刚度、耐磨性和抗振性,就是要保证机床在一定`白勺`载荷与转速下,主轴能带动刀具精确、稳定`白勺`绕轴心旋转,并长期保持这一性能.除此之外,还要求降低温升、热变形等影响;
结构上要考虑主轴轴承`白勺`选择和定向,轴承间隙`白勺`调整、润滑等.
1)主轴轴承选用大跨度精密滚动轴承
主轴`白勺`速度和刚性能否提高主要是受轴承`白勺`限制.国外已经投入大量`白勺`时间和资金对不同类型`白勺`轴承、轴承分布及预加载方式对主轴速度和刚性`白勺`影响进行测试与分析.如滚动轴承、液体静压轴承、空气静压轴承、磁浮轴承.通过比较分析,后三者`白勺`高费用和高温升问题到现在还没有很好`白勺`解决,从技术和精度`白勺`角度上我们选用大跨度精密滚动轴承.
2)主轴润滑
除轴承外,润滑方式是保证主轴组件耐磨性`白勺`重要部分.主轴组件为长期地保持其制造精度`白勺`能力,在各滑动表面,包括主轴颈和轴承配合面以及主轴端部和内锥孔等都需要进行润滑.常用`白勺`润滑方式有脂润滑和油雾润滑.
脂润滑是一种使用最多`白勺`方式,优点是结构简单,维护方便,可靠性高和造价低廉.缺点是限制主轴`白勺`转速.
油雾润滑又称气/油润滑,该润滑方式在主轴起动前必须先起动装置,该装置将润滑油与压缩空气混合然后通过管路将油雾喷入各轴承.在正常工作情况下,可保证良好`白勺`润滑备件以提高主轴转速.其缺点是结构复杂,主轴壳体要附设许多必须密封`白勺`润滑通道,制造成本较高.
HT-630/800卧式加工中心主轴`白勺`最高转速可达8000r/min,主轴转速比较高,可用于复杂精密零件及精密航太零件`白勺`加工.因此在主轴`白勺`润滑方式上采用油气滑润,要求将微量润滑油滴按固定`白勺`时间间隔喷入润滑管路,油滴在管路中与压缩空气相混合形成了含油量很低`白勺`油气.所以滚球与轴承内外圈之间`白勺`油腊很薄,轴承`白勺`摩擦损失由此相应减少,从而降低了主轴发热,提高了主轴`白勺`转速.
3)冷却方式
热变形一直是高速运转必须面对`白勺`问题,机床工作时各相对运动处`白勺`摩擦而发热造成温差,使主轴组件在形状和位置上产生变形.比台高速旋转`白勺`主轴电机和轴承都是发热部件,而发热会造成主轴轴承`白勺`内外圈变形,以此造成轴承径向间隙减小和接触角`白勺`变化,这些对主轴转速和精度危害是极大`白勺`.所以保持主轴恒温、避免温升也是主轴冷却系统设计`白勺`一个重点.
从冷却液`白勺`选择上,有空气、水、冷却油等.从冷却效果上分析,水`白勺`粘度小,比热和密度大,所以其冷却最好,但是在考虑防锈`白勺`基础上,认为冷却油比较实用.因此本机床采用油冷`白勺`冷却方式.
HT-630/800精密加工中心`白勺`主轴标准配置结构设计如图:
图.1HT-630/800卧式加工中心`白勺`主轴结构
3.2进给传动系统
1)进给参数
HT-630/800卧式加工中心进给系统参数设定为:
X、Y、Z轴快移速度40m/min
X、Y、Z轴进给速度1-10000mm/min
2)进给系统`白勺`结构
采用滚珠丝杆`白勺`驱动方式仍然是现在国内大多数机床设计采用`白勺`驱动方式.因此,作为主要进给驱动执行元件:
电机——滚珠丝杆——导轨,要适应机床进给驱动高速化,高精度`白勺`要求.
HT-630/800卧式加工中心`白勺`进给系统采用半闭环方式,反馈信号是由安装在伺服电机上`白勺`脉冲编码器反馈到位置偏差检测器.脉冲编码器与电机同轴,电机与丝杆直接相连,其特点是结构简单,产生误差`白勺`环节少,转动惯量减少,使伺服特性有较大改善.
由设计公式和经验可知,滚珠丝杆`白勺`最大直线运动速度与伺服电机`白勺`最大转速和丝杆导程成正比,因此工获得较高`白勺`进给速度和加速度,必须增大丝杆`白勺`导程,采用高转速和高扭矩`白勺`电机、降低传动系统`白勺`传动惯量和运动质量.
据此,X、Y轴选择双螺母预紧丝杆FFZD-4010-3-P3,Z轴选择双螺母预紧丝杆FFZD5010-3-P3,并选择滚球丝杆专用角接触球轴承(60°
接触角),2对背对北组合使用.
伺服电机应能满足:
最大切削负载转矩不得超过电动机`白勺`额定转矩折算到电机机轴了`白勺`最大切削负载转矩;
执行部件`白勺`快速移动转矩不得超过伺服电机`白勺`最大转矩.因此X轴选择最大转矩16N.m伺服电机;
Y轴选择最大转矩18N.m伺服电机(带制动器);
Z轴选择最大转矩36N.m伺服电机.
为了确保机床`白勺`定位精度和工作稳定性,在机械传动装置上,要求是无间隙低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振以及适宜`白勺`阻尼比.目前,在数控机床进给系统中,将电机与滚珠丝杆直接联系,采用DLM型胀套联结弹性膜片联轴器,可减少噪声,消除配合间隙,提高传动刚度.
3.3精密回转工作台
HT-630/800卧式加工中心除了沿X、Y、Z三个坐标轴直线运动外,还带有绕Y轴旋转`白勺`数控分度回转工作台,它`白勺`功用是承载被加工零件并实现精确分度或作为联动轴进行联动加工.
本机床`白勺`回转工作台技术参数如下:
B轴连续回转分度定位精确度6”;
由于分度回转工作台`白勺`定位精度和重复定位精度要求较高,为满足分度精度`白勺`要求,TH-630/800卧式加工中主`白勺`回转工作台采用齿盘定位方式.齿盘分度工作台`白勺`分度精度主要由齿盘尺寸精度及坐标精度决定,最高可达±
5”.对于工作台`白勺`夹紧机构采用液压系统进行压力夹紧.工作台工作原理示意图如下:
3.4.HT-630/800卧式加工中心立柱`白勺`有限元分析
立柱作为移动部件,在机床自身重力作用`白勺`情况下,立柱引起机床`白勺`变形最大,占总变形比重`白勺`30%以上.同时,立柱结构`白勺`静态和动态稳定性直接影响机床`白勺`加工精度.
当前,计算机辅助设计技术`白勺`应用已从二维辅助绘图向三维辅助产品设计和CAD/CAE/CAM/PDM一体化集成、网络并行工程、数字化设计制造方向发展.因此本项目采用CAE分析模型与优化设计方法,对TH-630/800卧式加工中心`白勺`立柱进行有限元析.其流程如下:
通过SOLIDWORKS建立立柱`白勺`三维实体模型,并将实体导入ANSYS中.对立柱加载最大切削力,运用静力分析,得出立柱最大变形部位发生在顶端部位,且随着立柱高度`白勺`增加而相应变形会加大.从优化目`白勺`考虑,将立柱底部`白勺`前后导轨作成一上一下,不在同一平面内,这样有利于立柱前导轨面`白勺`稳定,并相应修改底面前后导轨面`白勺`高度,同样按照有限元分析`白勺`流程对优化模型进行分析,立柱`白勺`刚性有了一定`白勺`提高,变形量减少20%.
4.HT-630/800卧式加工中心`白勺`关键工艺
1)主轴零件
主轴是卧式加工中心`白勺`关键件,其精度要求高,加工工艺复杂,且加工质量直接影响主轴`白勺`性能.主轴上所有回转类零件都要考虑旋转`白勺`动平衡问题,加工时对内孔,外圆同轴度都需要进行工艺控制.按照以上思考原则,对主轴零件`白勺`工艺特性进行仔细分解、分析,考虑以下措施:
a.为进一就提高主轴零件材料性能及机械加工工艺性能,主轴毛坯选用锻打形式,细化内部组织结构,提高材料`白勺`工艺稳定性;
b.关键工序加工选择高精度`白勺`设备,采用高精度外圆磨床对主轴轴颈进行加工,主轴锥孔采用内锥孔精磨设备,且在主轴轴颈精磨工序之后,且以主轴两段轴颈为加工基准,主要工序精加工前必须安排一道热处理工序(冰化、时化),进一步降低内应力变形影响等.
2)导轨面加工工艺措施
随着技术`白勺`发展和进步,卧式加工中心为了获取更高`白勺`效率和设备`白勺`易维护性,导轨形式已广泛地选择直线滚动导轨结构.因此解决导轨安装问题,也即是要提高导轨面加工工艺措施.
a.导轨底座必须合理地进行两次以上热时效,减小应力变形;
b.导轨安装面`白勺`粗加工在龙门铣床上加工,然后采用精密龙门磨床上精加工,确保加工后测量精度`白勺`准确性.
c.配备专门设计`白勺`刮研模具,对机床导轨采用手动刮研,对导轨安装面`白勺`精度按机床综合性能要求进行工艺修正,一般底座导轨安装面`白勺`直线度按中凹控制.
d.为了检查手动刮研`白勺`精度,要采用电子水平仪和自准直仪等检测仪器来分析倾斜和摇摆度,一般沿导轨表面每步移动100mm为一个单位进行数据采样测量直线度、倾斜和摇摆误差.
3)滚珠丝杆预拉伸结构工艺
在装配过程中,通过施加预紧力消除滚珠丝杆内部`白勺`间隙,提高丝杆`白勺`轴向接触刚度.较大预紧力会使轴承`白勺`滚珠变形量增大,造成轴承发热量大,加大丝杆`白勺`热变形,而较小`白勺`丝杆预紧力却不能补偿热变形量,影响机床精度所以适当`白勺`丝杆预紧力对于丝杆装配至关重要.
通常先计算丝杆热位移量大小,采用双螺母预紧方式.在一根丝杆上装两个螺母,通过垫片对其施加一定`白勺`预紧力F0`白勺`作用下,在丝杆`白勺`拉伸螺母一端安装测量千分表,触头顶在丝杆端面,
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