“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题，为国内机床企业涉足汽车燃油供给系统关键零部件的制造领域创造了机遇。通过参与课题，国内机床企业能够紧密围绕汽车燃油供给系统关键零部件的制造，在加工工艺、设备配置和功能开发方面展开全面系统的研究，逐步提升国产机床在批量化制造中的可靠性，这对于推动国内机床行业的技术进步，缩短与国外技术的差距，打破国外垄断，取代进口从而进入高端制造领域具有非常深远的意义。

在“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题中，普什宁江机床有限公司承担了两台机床的研制任务，包括：喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心，以及喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精度复合数控车削中心。根据课题一期对设备提出的要求，需要在原精密卧式加工中心基础上，通过集成加工压力15MPa的枪钻、转速15000r/min的高速电主轴、可立卧翻转的精密五轴转台，以及适应多种零件加工的自动夹具和自动上下料装置，开发出喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心。此外，要在精密车削中心的基础上，通过集成双Y轴1.5g加速度的直线电机、6000r/min的高速电主轴、用于挤压螺纹的空心薄壁轴，以及适应多种零件加工的自动夹具和自动上下料装置，开发出喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精度复合数控车削中心。但是，由于以往对高压共轨喷油器体零件的高效、高精加工工艺不熟悉，特别是高效挤压内外圆薄壁螺纹和枪钻加工进出油道深小孔等，都具有很高的技术难度，因此，初期接触课题时，我们的压力很大。

作为一项“用户牵引”的课题，“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题为我们与用户之间的精诚合作创造了条件。作为用户，无锡油泵油嘴研究所不仅在多次反复的交流中帮助我们深入理解其产品的加工要点，而且提供了进口对标设备，方便我们跟踪研究。不仅如此，作为课题牵头单位，无锡油泵油嘴研究所还组织了多次技术方案论证，邀请专家对我们的技术方案提出评审意见。所有这些，都为我们较为圆满地完成一期任务提供了便捷之路。

通过课题一期的攻关，普什宁江机床有限公司突破了多项难题，取得了多项技术成果。

在卧式加工中心方面，我们取得了如下成果：

1. 研制成功高精度电主轴，满足了枪钻加工的要求。主轴回转精度为：径向跳动0.002mm、轴向跳动0.0015mm，铣削主轴最高转速15000r/min，扭矩65Nm/130Nm，主轴中心高压冷却水压15Mpa。

2. 研制成功高精度数控可倾回转工作台，A轴、B轴最高转速分别为5 r/min和12 r/min，A轴、B轴回转重复分度精度分别为8″和6″。

3. 研制成功可兼容多种零件的自定心液压夹具。该夹具结构紧凑，能自动找正工件，夹持精度重复性≤0.01mm，可兼容多个零件品种。

4. 研制成功自动上下料系统，包括采用国产控制系统的多关节工业机器人。基于国产数控系统与日本FANUC控制系统的兼容性，我们在卧式加工中心上实现了零件的自动上下料，确保了对多品种的兼容。

在车削中心方面，我们取得了如下成果：

1. 研制成功精密高速车床电主轴，径向跳动和轴向跳动均＜0.0015mm，最高转速6000r/min。

2. 研制成功直线电机驱动，加速度达1.5g，快移速度达60m/min。

3. 研制成功精密拖动技术，直线轴定位精度0.003mm，重复定位精度0.002mm。

4. 成功开发出多通道控制功能，实现了在X1、Y1、Z1，X2、Y2、Z2、A，以及X3、Y3等方向的多轴联动加工，各通道之间可实现同步、平衡切削和混合加工。

5. 成功开发出多主轴控制功能，第一通道和第二通道均采用多主轴控制方式。

6. 研制成功空心薄壁轴滚压和挤压螺纹加工技术，适用于M20X1内螺纹挤压，以及M17X0.5和M27X1外螺纹挤压。

目前，课题一期研制的NJ-THMC6350IV喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心和NJ-CH6140喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精度复合数控车削中心，已在无锡油泵油嘴研究所得到应用验证，通过加工大批量的喷油器体，证明这两台设备基本满足了课题指标要求和用户加工要求。

尽管如此，一期设备在加工效率及可靠性上仍存在差距。随着课题二期的实施，为确保在一期设备基础上，将二期设备的可靠性由1000小时提升至1500小时，并确保加工能力指数CMK≥1.67，普什宁江机床有限公司对标进口机床，对一期设备中的问题做了认真梳理。

与德国STARMA加工中心相比，NJ-THMC6350IV喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心尚存在如下问题：

1.X、Y、Z行程偏大，导致机床占地面积和总体重量偏大。

2.机床加速度低于国际指标，加工程序优化不足，造成零件加工节拍比进口设备慢20%～30%。

3.刀库技术参数低于国际指标，每次换刀，时间延长5s。此外，由于刀具只在关键工序中采用液压刀柄，在其他工序中采用的是常规刀柄，导致机床加工效率不高。

4. 机床可靠性、加工精度CPK值和机床防漏性等还存在较大差距。

与德国INDEX公司的C100车削中心主机相比，NJ-CH6140喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精度复合数控车削中心尚存在如下问题：

1. 机床加速度低于国际指标，部分轴快移速度低于进口设备，刀架数进口多一个，造成零件加工节拍慢30%左右。

2. 机床可靠性、加工精度CPK值和机床防漏性等还存在较大差距。

基于上述分析，我们对二期改进设备提出了优化方案。其中，针对喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心的优化方案是：

1. 优化自动上下料机械手，采用进口多关节工业机器人，提高整机可靠性。

2. 优化转台结构，采用侵油式变节距涡轮副调节传动间隙，将原转台锁紧机构刹车片改为环形抱闸，提高转台的重复精度。

3. 将原单工作台转台改为双工作台转台，提高设备的加工能力。

4. 对刀具的检测，将接触式改为非接触式激光检测，并设置在刀具换刀路径上，以缩短检测时间，提高设备的加工效率。

5. 孔系加工刀具采用液压刀柄，并配置内冷刀具，提高加工效率和CPK值。

6. 采用静电式油雾器替代原离心式油雾器，以适应高油脂带来的恶劣环境，改善设备的可维护性。

7. 用冷拉钢管替代软管，用作机床内不固定部分的油管；液压站采用变频制冷，以提高设备的可靠性。

针对喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精度复合数控车削中心的优化方案是：

1. 优化自动上下料机械手，将高架机械手移至机床内部，以减少占地面积，便于安装和维护，增强美观性。

2. 优化自动上下料机械手的结构，减轻自重，将横向快移速度由40m/min提高至80m/min。

3. 优化自动上下料传输线，使机床能直接与其他设备连线生产；取消行走机器人，精简设备及空间，更好地实现自动化组线生产，降低生产成本。

4. 优化加工工艺，减少切屑缠绕。

5. 增加动力头去毛刺，取消人工去毛刺工序。

6. 优化机床床身及刀塔刀具布局，改进加工工艺，缩短加工节拍并提高加工效率。

7. 优化机床内、外防护罩，增强美观性，方便维护维修。

目前，课题二期两台设备的技术准备和设计评审工作已经完成，设备进入制造阶段。

通过参与“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题，我们对“用户牵引，需求导向”的合作开发模式深有感触。它从源头上解决了目前机床企业普遍存在的“新研制产品面对用户需求的针对性不强、工艺性差且实用效果不好”等共性问题，课题研究更具有针对性，能够在与用户深入交流的基础上，开发出真正为用户所需的产品。同时，也为设备的持续改进提供了宝贵的试用机遇。

作为课题牵头单位，无锡油泵油嘴研究所对课题的精心管理和组织，为一期任务的圆满完成和二期任务的顺利推进提供了保证。其“定期组织工作评审以听取专家意见，发送月报、季报和年报以及时通报信息，以及督促检查工作以确保课题的圆满落实、费用的专款专用”等管理措施值得推广。普什宁江机床有限公司也从其严格的计划管理和目标管理中受到启发，因此，自项目开展以来，制定了本公司的《课题实施管理办法》、《专项考核激励办法》和《专项资金核算办法》等相关制度，规范并完善了公司的计划管理和财务管理，增强了各项工作的计划性和执行力。

通过课题的实施，普什宁江机床有限公司成立了专业化的技术创新团队，完善了产、学、研、用的创新体系，建立了与高校、科研院所、功能部件企业和用户之间的长期合作机制，打造了“精密+可靠性”的双核产品文化，从而为公司提升核心竞争力、实现可持续发展奠定了基础。

普什宁江机床有限公司开发的喷油器体型腔深孔钻铣高精多轴复合加工中心

普什宁江机床有限公司开发的喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高精复合数控车削中心