【2021先进会员（创新十佳）】

常州新墅：D100A-12-VDI40U模块化

高速伺服动力刀架

2022年10月10日，中国机床工具工业协会公布了“关于2021年度中国机床工具工业协会先进会员（十佳）的表彰决定”，共计20家会员企业榜上有名（含10家“自主创新十佳”，10家“产品质量十佳”）。为了更好地宣传这些先进会员企业，协会传媒部针对十佳企业及其产品组织了系列专题宣传报道，以协会行业发展部提供的资料为素材，经与相关企业确认后在协会主办的全媒体平台公开发布，与业界同仁相互交流，共同进步。

中国机床工具工业协会传媒部

常州新墅：D100A-12-VDI40U 模块化高速伺服动力刀架

一、产品亮点

常州市新墅机床数控设备有限公司开发的VDI轴向伺服动力刀架是高档数控车削中心的重要部件。配套VDI动力刀架的机床，工件一次装夹可完成圆周面的车、铣、镗、钻孔、铰孔、攻丝等多种工序，可较好地保证零件加工精度和加工效率。

VDI轴向伺服动力刀架具有结构紧凑，布局合理、外形美观的特点。产品采用模块化、系列化设计开发模式，可靠性高，可适应用户不同规格、不同种类的动力电机、VDI动力刀座与刀具型式，通用性强，DIN1809/5480及端齿型刀柄可进行快速模块化切换。刀架转位采用伺服电机驱动，换刀速度快，相邻刀位换刀仅需1.0s，可完成4、6、8、12、24等分的分度功能。定位精度高，重复定位精度可达1.6＂（0.002mm）。液压锁紧机构，加工刚性好，可靠度高。动力传动结构内部采用独特的中心大过渡轴承齿轮，传动路线最快捷，整机噪音小。动力采用1:1齿轮传动，加工刚性强，最高转速可达6000r/min，加工适应范围广。产品安装连接符合国际标准，VDI刀柄型式的刀座接口，满足国际通用要求。

二、产品结构特点及技术创新点

1．结构特点

（1）整个传动系统采用稀油润滑结构，在连接底板和盖板之间形成较大的储油空间。有稀油润滑的传动系统无论在降噪、传动稳定性还是使用寿命上都得到了极大的改善。

（2）轴系支撑采用简支梁结构，这种结构比安装单个深沟球轴承更加稳定。滚针轴承有专门的润滑油路。

（3）大过渡齿圈做成组装式的轴承，采用特制的滚针轴承保持架，因此轴承运转比较稳定，降噪效果明显。

（4）驱动齿轮与传动轴采用渐开线花键传动方式，内外花键采用齿侧面定位，这样与刀座接口连接后，传动轴在驱动齿轮里可以偏离回转中心摆动，从而消除了刚性连接造成的干涉噪音。

（5）液压离合器的密封结构，采用格莱圈和O型圈密封，避免了各装配面的渗漏；离合器和离合油缸只有安装基准轴线，两者安装后更容易保证同轴，从而离合油缸的可靠性也大大提高；离合油缸及离合器安装比较方便，但结构依然非常紧凑。

2．技术创新点

（1）开发融合可靠性综合设计的伺服动力刀架模块化系列设计技术

根据市场调研和主机企业的需求数据，归纳整理各类规格刀架的性能指标和功能要求，建立刀架的功能模块体系，开发伺服刀架和伺服动力刀架的模块化设计技术，编制伺服刀架和伺服动力刀架的系列型谱，并在设计过程中融合可靠性综合设计技术，保障产品的固有可靠性，提高市场响应速度，实现国产伺服动力刀架模块化系列化设计。

（2）全面实施刀架生产周期的可靠性保障技术

针对伺服刀架和伺服动力刀架的产品特点，系统地开发可靠性综合设计技术；开发基于可靠性试验和故障分析与故障溯源相结合的制造、装配过程可靠性保障技术，制定关键工序的工艺规范和质量检验标准；开发外购外协可靠性保障技术，对电气、液压等外购外协部件实行严格的质量检验和合格供应商管控。将上述各项技术在刀架生产周期的各阶段实施工程化应用，实现对产品可靠性的有效保障。

3. 技术特点

（1）刀架类型：VDI轴向伺服动力刀架；中心高系列63mm、80mm、100mm、125mm；（2）刀具最大容量12把；（3）性能指标：动力刀具最高转速6000r/min、5000r/min、4000r/min、3500r/min；（4）最高转速下整机噪声声压级指标≤80dB(A)；（5）精度指标：定位精度≤4″、重复定位精度≤1.6″；（6）可靠性指标：MTBF≥5000h。

三、围绕该产品所开展的技术创新及产品应用效果

通过对该产品进行大量试验，分析试验结果，及对结构进行改进研究，掌握了刀架各关键环节的基础理论及可靠性保障技术，掌握了关键零件性能及精度保障技术，研制了关键加工设备及关键零件加工专用工装。从研发到制造、装配、检验，各环节均涉及了关键技术，在可靠性研究方面也积累了丰富经验。

VDI轴向伺服动力刀架通过可靠性保障技术的应用，有效提升了产品的可靠性指标，市场竞争力大幅提升。产品以高精度、高可靠性的优势赶超了同类产品，在某国产数控卧式车床上进行配套使用。经过严格的测试和试运行，配套该刀架的高端机床均达到机床企业出厂标准。

目前已有越来越多的机床厂开始使用这款动力刀架，且都得到了市场认可。期待在不久的将来，有更多国产动力刀架替代进口同类产品。

（来源：协会行业发展部 责编：张芳丽）