2021先进会员（创新十佳）| 华辰精密：MK84125高速精密数控轧辊磨床

【编者按】

中国机床工具工业协会传媒部

MK84125高速精密数控轧辊磨床

一、产品介绍

MK84125高速精密数控轧辊磨床是华辰精密装备（昆山）股份有限公司面向国内ESP无头带钢、高强度汽车板、大型船舶（航母）高强度舰板等高端金属板带轧制生产线研制的重大智能精密磨削装备，产品研制了恒温控制高速主轴系统，轧辊磨床行业国际首创高速磨削应用；研发了轧辊磨床三点在位翻转式随动测量系统，实现大型轧辊磨削在位高精度测量与补偿；行业首次研制并应用了重载轧辊磨削专用CBN砂轮，解决了行业高速钢、高镍铬钢、无限冷硬钢等超硬轧辊的高速高精密磨削难题。平辊磨削试件精度最高可达：圆度0.0015mm，圆柱度达到0.002 mm/1000mm，高速磨削砂轮线速度80m/s。同时，机床可磨削圆柱形辊面、正弦曲线（中凸、中凹）、抛物线、CVC曲线、高次方曲线、用户自定义曲线辊面,并能自动进行误差补偿磨削，辊型精度最高可达2μm/m。产品经2020年度中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定委员会主任谭建荣院士及鉴定团队一致认为，“项目难度大、创新性强，高速重载精密磨削技术达到了国际领先水平，实现了高端轧辊磨床自主研发与制造，填补了国内高端板带箔材行业核心磨削装备的技术空白”。项目产品先后获得江苏省首台套产品、江苏省科学技术进步二等奖、中国机械工业科技进步一等奖等重大科技奖励和认定。

二、产品结构特点及技术创新点

1．产品结构特点

高速精密数控轧辊磨床是钢铁及有色金属领域板材、带材轧制产线的核心大型装备，属于金属切削机床，由床身、头架、尾架、托架、拖板（工作台）、主轴系统、测量系统、液压系统及电气数控系统组成，分为承载系统、驱动系统、磨削系统、测量系统、控制系统、安全系统六个子系统。轧辊磨床工作行程通常在2~8m、磨削圆度2~5μm/m、辊型精度2~5μm/m，磨削效率、自动化程度要求极高。可磨削圆柱形辊面、正弦曲线（中凸、中凹）、抛物线、CVC曲线、高次方曲线、用户自定义曲线辊面，采用数控磨削时，可进行自动测量,自动进行误差补偿磨削，并可显示和打印磨削状态和磨削结果。

2.技术创新点

创新点1：发明了恒温控制高速主轴系统，保证了轧辊磨削的表面质量与效率；研发了重载服役卸荷导轨、专用偏心套、可变角度B轴等关键部件，保证了轧辊磨床的运动精度；进一步提出了整机性能优化方法，提升了轧辊磨床在各速度域、载荷域下的系统刚性与运行稳定性。

创新点2：建立了轧辊磨床软着陆与自动翻箱系统，研发了在位翻转式测量臂，提出了轧辊随动测量与补偿方法，实现了高光泽轧辊表面弱特征机器视觉检测与智能识别，满足了大型轧辊带轴承箱自动磨削及磨削质量在位测量与补偿的需求，大幅提高了轧辊磨床的自动化程度与智能化水平。

创新点3：提出了重载轧辊磨削专用CBN砂轮精准化设计方法，开发出面向“装备-砂轮-工艺”成套测试及应用的数字化平台，建立了面向各类轧辊材料（高速钢、高镍铬钢、无限冷硬钢等）的CBN砂轮配方体系，并在国内多家重点钢铁企业得到应用与推广。

2019年12月经国家机床质量监督检验中心权威检测，各项技术指标符合标准规定要求，X轴定位精度≤0.0063mm；重复定位精度≤0.0038mm。实现轧辊磨床平辊磨削试件精度到达：圆度0.0015mm，圆柱度达到0.002 mm/1000mm，高速磨削砂轮线速度80m/s。

三、围绕该产品所开展的技术创新工作简述

创新是企业健康发展、做优做强的驱动力和基础，企业只有不断进行产品、技术、工艺、管理等方面的创新，才能在众多的竞争对手中保持竞争优势。公司从成立伊始就不断进行和持续完善企业创新管理体制建设，实施自主品牌战略和知识产权战略，自主品牌汇峰（华辰）牌数控轧辊磨床获得已获得江苏省名牌产品认定，公司累计注册8项商标；注重知识产权保护，鼓励员工发明创造，已获得知识产权89项，其中发明33项，实用新型45项，外观专利1项，软件著作权11项。先后制订了高于国家行业标准的企业标准“全自动高精度数控轧辊磨床精度检验”、“工作台移动式高精度数控轧辊磨床精度检验”。公司通过中国质量认证中心组织的质量管理体系认证，严格按照体系生产，从设计开发、生产制造、采购供应到售后服务整个过程实现全面质量管理，为公司产品销售、创建名牌产品保质保量。企业建立独立的财务核算体系，规避风险，保证资金合理高效的使用。

2017年，公司联合清华大学和昆山华辰新材料科技有限公司，针对轧辊磨床关键功能部件研发与整机集成、轧辊磨床自动化与智能化关键技术、高效CBN专用砂轮开发等方面联合技术攻关，最终完成了项目产品的研发和产业化应用，磨削精度特别是磨削效率相比原来产品有大幅度提升，在行业里实现了迅速推广和示范应用。产品技术性能指标全面达到或赶超国际第一品牌德国赫格里斯公司，全面领先于国内同行，树立了国产高端数控轧辊磨床的标杆；彻底打破了我国钢铁领域高端轧辊磨床严重依赖进口的局面，实现了高端轧辊磨床的进口替代，为中国钢铁企业转型升级以及“补短板”提供了有力保障。项目产品先后获得江苏省首台套产品、江苏省高新技术产品、江苏机械行业科技进步特等奖、江苏省科学技术进步二等奖、中国机械行业科技进步一等奖等重大科技奖励和认定。

四、产品应用领域、应用效果及产业化前景

1.产品应用领域

项目产品是国内ESP无头带钢、高强度汽车板、大型船舶（航母）高强度舰板、不锈钢、电工钢、硅钢等高端金属板带轧制生产线大型成套装备中的关键设备，主要用于高端金属板材、带材轧制产线对轧辊表面以及精度的磨削修复。

2.应用效果

产品经山东钢铁集团有限公司生产线试用，满足用户的使用要求，取得了高精密的磨削效果，填补了国内高速精密数控轧辊磨床制造的空白。山东钢铁、首钢集团、宁波钢铁、日照钢铁、扬州恒润等用户先后对产品给予了充分肯定。2015年山东钢铁集团有限公司在新建日照钢铁精品基地一期项目建设中，对公司技术方案论证和现场考察不久后，就迅速签订1台项目产品。2017年3月分别与首钢京唐钢铁、日照钢铁各签订了2台项目产品。2018年5月在河钢集团1000万吨乐亭钢铁沿海精品钢铁基地项目上，一举中标5台高速产品和1套磨辊间管理系统，已于2020年11月完成验收，设备已经陆续投产，磨床功能及精度接近进口水平，使用状态良好。2019年2月，公司与宁波钢铁签订1台项目产品，2020年1月，又与扬州恒润签订5台产品（其中高速磨削4台）。进一步打开国内ESP无头带钢、高强度汽车板、大型船舶（航母）高强度舰板、不锈钢、电工钢、硅钢等高端板材市场。产品的先进性和可靠性得到客户的充分验证,项目产品技术成熟可靠。

3.市场及产业化前景

项目目标产品为国内ESP无头带钢、高强度汽车板、大型船舶（航母）高强度舰板、不锈钢、电工钢、硅钢等高端金属板带轧制生产线大型成套装备中的关键设备，主要用于高端金属板材、带材轧制产线对轧辊表面以及精度的磨削修复。随着我国钢铁产业精密板带轧制线的不断转型升级和技术改造，项目市场前景广阔。

国内高精密金属板带制造行业大面积加快结构调整的步伐又方兴未艾，目标产品将迎来需求增长、销售上升、规模化效益突显的黄金时期。在可以预见的时期内，目标产品将处于产品经济寿命的成长期。公司将抓住这一契机，加快目标产品的产业化步伐，有信心也有能力凭借领先的技术、优良的性价比和周到的服务赢得更大的市场。

来源：协会行业发展部

责编：兰海侠

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