受甘肃天水星火机床有限责任公司委托,为加工某型2MW风力发电机轮毂部件制订其加工工艺,并根据此工艺路线设计一套专用加工机床,且要求该机床具有一定加工柔性。本文以满足实际生产需要为出发点,阐述了订制加工工艺、改装C61200使其成为具有径向进给功能的端面车床、设计专用切削刀具(与专用镗铣床配套使用)、专用刀库及钻模的全过程。在设计的过程中,综合运用了机械设计、二维/三维CAD技术、虚拟设计技术、机械结构静力学/动力学有限元分析、机械结构动力学仿真分析等方面的知识、技术及方法。本文根据风电机轮毂部件本身的特点,从不同思路出发,制订了若干套加工工艺。在结合天水星火机床有限责任公司现有的生产设备、产品、技术水平及投入资金等实际情况后,经反复比较、讨论,最终确定了一套加工工艺路线。在此基础之上,根据风电机轮毂各加工面的特点设计了专用切削刀具、专用刀库及钻模。此风电机轮毂部件的重要特点之一是尺寸较大:其轮廓尺寸为3200×3200×2100(mm)。为了加工此管口端面,将星火厂的产品卧式车床C61200改装成具有径向进给功能的端面车床。该风电机轮毂内部有一耳状构件,其上有一组外孔小、内孔大的同轴孔需要加工。因其空间有限制且精度要求较高,故这部分是整个加工过程的重点、难点所在。为加工此同轴孔及其端面,几易其稿,才设计出能加工此处同轴孔的专用组合镗刀和能加工其内端面的可径向进给内端面车削头。同时,为加工桨叶安装管口内部的四个凸台平面,设计了可转位直角铣削头和可转位直角双轴钻削头。另外,为以上专用切削刀具设计了专用刀库。此专用刀库不仅用于存放专用切削刀具,还用于配合旋转主轴装、卸专用切削刀具。由于此风电机轮毂上共需钻387个孔,为了增加加工效率及保证加工精度,还设计了一套钻模。整个设计过程均使用三维CAD软件SolidWorks进行设计,其间利用插件eDrawings、Animator与同组设计人员、导师以及星火机床有限责任公司的技术负责人定期交流,不断修正、补充设计内容。在整体方案得到星火机床有限责任公司的技术负责人认可之后,再开始设计具体的零部件。在具体设计的过程中,灵活运用COSMOSWorks、COSMOSMotion对零部件或机构进行有限元分析或机构仿真分析,并使用科学工程计算软件MATLAB对结果数据进行后期计算、绘图。以此对设计方案的可行性进行验证、分析。最后,用AutoCAD及天河PCCAD对由SolidWorks生成的二维工程图进行标注、贯标。所有图纸经星火机床有限责任公司审核后移交。