五轴联动加工中心论证报告浙江师范大学试验室管理处.doc

大型仪器设备购置论证报告

仪器设备名称
五轴联动加工中心
项目名称
浙江师范大学产教融合项目
项目负责人
王冬云
填表日期
2017-08-1

实验室管理处制
填表说明

1．单价10万元及以上仪器设备的申购均需填写此表，并与申购计划一起上报有关部门。
2．所在学院（部门）组织3—7人单数技术专家进行论证，并通知项目经费管理、设备管理等部门参加论证。申请单一来源采购的需3人以上单数非本校专家参加论证；未列入全省统一论证进口产品范围的进口产品需5人以上单数非本校专家参加论证。
3．论证会由专家组组长主持，主要程序为：申购人报告、现场考察、专家质询与讨论、专家组形成论证意见并签名。
4．专家论证同意，经学院（部门）、项目经费管理部门签字并盖章后，报本科教学部（实验室管理处）网上公示一周无异议后实施。
5．此表一式1份（如设备为进口设备，请提交2份）。

设备名称
中文
五轴联动加工中心
英文
Five-axis machining center
规格型号
米克朗 Mill E 700U
申购数量
1台
现行单价
人民币
320万
美元

购置经费
来源
产教融合
运行经费来源
实验室管理处相关运行经费
科研经费，共享服务经费
主要技术指标与功能
功能及技术指标：
1、机床功能：
1.1、机床为主轴立式五轴五联动加工中心。
1.2、全数字化CNC控制联动轴数：≥五轴。
ê 1.3、数控回转摆动轴（第4、5轴）为扭矩电机直接驱动，无反向间隙，无磨损, 从而确保高精度，高寿命。
2、机床规格和主要技术参数：
2.1、工作台
工作台尺寸 ： ≥Φ630mm台面，带放射状或平行T型槽
最大承载重量： ≥450 kg
旋转速度： ≥112 rpm/min
摆动速度： ≥32 rpm/min
ê2.2、主轴
主轴电机功率（100%） ≥36 kw
主轴最大扭矩（100%） ≥120 Nm
主轴最高转速 ≥20000 rpm
主轴锥孔 HSK 63A
ê2.3、行程
X向行程 ≥700 mm
Y向行程 ≥600 mm
Z向行程 ≥500 mm
工作台旋转角度 ≥n x 360°
工作台摆动角度 ≥120°/-65°
2.4、进给速度
快速移动速度 ≥30m/min
切削进给速度 ≥15m/min
2.5、自动换刀装置（ATC）
刀柄型式 HSK 63A型
刀库容量 ≥30把
满库时刀具最大直径 ≥Ф90 mm
刀具最大长度 ≥250 mm
刀具最大重量 ≥6 kg
换刀时间：（切屑到切屑，根据VDI2852）≤10sec
« 3、机床位置精度：
（按VDI/DGQ 3441）
定位精度 P ≤0.006 mm
重复定位精度 Ps≤0.004mm
工作台旋转定位精度 ≤8″
工作台摆动定位精度 ≤14″
4、机床结构：
4.1、机床的设计、制造、验收必须严格遵照国际标准等，符合环保要求和CE安全标准。
4.2、机床所有零、部件、各种仪表和CNC系统的计量单位应全部采用国际单位制（SI）标准。
4.3、机床整体设计先进，结构合理，在国内有一定数量的用户并提供用户清单。
ê4.4、床身应采双支撑摇篮式结构，确保机床精度能长久保持。
4.5、主轴设计合理，主轴应采用恒温控制措施，保持工作精度稳定。
4.6、主轴轴承应采用高精度等级国际名牌产品，保证主轴回转精度。
4.7、进给系统应采用国际名牌高精度大直径滚珠丝杠及丝杠轴承。
4.8、伺服电机应采用高可靠性、密封性能良好的数字式交流伺服电机，保证良好的动态性能。
4.9、各轴具有过载保护。
4.10、导轨应采用线性滚动导轨，工作精度稳定。
4.11、五轴应采用高精度线性光栅尺测量，实现机床的全闭环控制。
4.12、机床应具有集中自动润滑系统，自动冷却系统。液压元件和气动元件及主要电气元件应采用国际名牌产品，以保持机床具有较长的无故障工作时间。
4.13、机床应全封闭安全保护，各床身导轨面和丝杠均具有伸缩式防护板系统等。
5、数控系统功能：
« 5.1、全数字化控制联动轴数≥五轴。
5.2、输入分辨率：0.0001mm、0.0001°。
5.3、提供 HEIDENHAIN TNC530系统全部标准功能。
5.4、其他可选功能列出清单及报价。
6、数控系统配置：
6.1、数控系统采用 HEIDENHAIN TNC530 或同档次其他系统。
6.2、32位CPU。
6.3、硬盘≥20GB。
6.4、12.1″液晶彩色显示器。
6.5、Ethernet以太网接口（TCP/IP协议），数控系统直接联入以太网，实现数据传输。
6.6、电子手轮。
6.7、伺服驱动系统应采用SIEMENS全数字化驱动系统或同档次其他系统。
6.8、主轴电机和伺服电机应采用SIEMENS数字交流伺服电机或同档次其他品牌。
6.9、提供以上未列入要求的全部标准配制。
6.10、其他可选配置列出清单及报价。
7、工作环境：
7.1、电源 AC 380V±10% 50Hz±1Hz
7.2、温度 5℃～35℃
7.3、相对湿度 ≤85%
用房情况
地 点
面积
辅助设施配备
是否
需改建
落实
情况
工学院实训楼
150㎡
齐备
否
已落实
管理和使用技术人员配备
姓 名
职称
专管
或兼管
是否
使用过
熟练
程度
是否
需培训
鄂世举
教授
兼管
是
熟练
是
贺新升
副教授
兼管
是
熟练
是
汪彬
副教授
兼管
是
熟练
是
王华东
工程师
专管
是
熟练
是
罗罕频
工程师
专管
是
熟练
是
主要用途和适用学科范围
拟采购的五轴联动加工中心是智能制造系统的核心部件，主要用途有如下：
（1）教学：可支撑本科生数控加工技术的实践教学，可面向社会培养五轴联动数控加工技能人才，满足企业高端人才需求，；
（2）科研：五轴联动加工中心能够支撑高精密异形曲面加工技术的研究，为高精密汽车零部件、液压关键件以及机械工程学科其他需要高精密加工的研究方向提供装备支撑。
（3）社会服务。高精密五轴联动加工中心是高端高精密加工装备，工业企业具有大量的异型精密件的加工需求，该设备能提供相关的精密加工服务。
适用学科范围：机械工程、工业设计、交通运输、艺术设计。
购置必要性
一、所购产品的必要性
五轴联动加工中心是构建智能制造实践实训平台的关键装备。能够实现任意曲面形状的加工，完全打破了目前学校加工设备对任意规则曲面的加工的限制。为学生培养、研究生科研以及社会服务提供先进高精密的加工设备支撑，，是完善教学及科研条件，系统化的培养相关技术人才必要的硬件支撑。
五轴联动加工中心（高速度、高精度、高稳定性）是高精密复杂曲面产品小批量试样或者逆向工程首选的加工手段。可广泛服务于金华产业。
二、 所购产品的先进性
相比于同类型的加工设备，五轴联动加工中心技术指标具有如下先进性：
2.1极高的加工精度； 2.2 高精密的控制系统； 2.3 超高的主轴转速；2.4 灵活的换刀装置能够满足一次装夹既可完成复杂零件的加工。
本校是否有同类设备、数量及不能共享的理由
无
安装场地满足条件（水、电、气等是否齐全）、安全保护措施落实情况、是否涉及放射源物品和剧毒品等危险性材料
场地条件规划150平方米，分教学、生产、后处理展示三个功能区。水电齐全，安全保护措施已落实，不涉及放射源和剧毒品等危险性材料。
该套系统对劳动保护没有特殊要求，所有制度及措施按照目前国家法律、学校制度及实验室现有管理制度实施即可。
国内外同类设备、品牌、规格、性能、技术指标、特色、附件、价格、售后服务、应用支持等比较
同类设备竞品分析见附件。
使用效益预测及风险分析
五轴联动加工中心作为智能制造系统的核心部件，也可以与智能制造系统配合使用，也可以单独使用。
从效益上讲，主要用于教学、科研、产业服务三个方面。
教学上可以满足工业设计、机械制造、交通运输、艺术设计等专业的课程开设需求，也可用于相关人才的技术培训，预计周课时可以达到20课时。
科研上可为虚拟制造、逆向工程、附件开发、材料研究等方向的老师科研提供支撑，可打造一支数字化制造的科研队伍。
产业上可用于新产品开模前的结构验证，复杂零件的小批量生产，概念产品的试制。
风险分析：
（1）后续运行专业操作人员的稳定性问题。该设备要求熟练地技术人员，需确保固定人员长期进行该设备的操作。
（2）设备利用率问题。组建使用管理团队，设负责人，合理分工，明确责任。如教学团队负责人，负责五轴联动加工中心教学，技术培训；科研负责人，负责科学研究体系，技术支撑；共享服务负责人，负责该设备的对内对外共享服务。以上三方按责执行，可保障设备利用率。
（3）安全管理问题。该设备不属于高危险设备，但要求恒温恒湿环境，要求定期保养。该问题的解决办法是配备专门管理人员，严格按照学校规章制度作业。
开放共享实施方案和共享承诺
根据教学与科学研究需要，本项目组申请购置五轴联动加工中心大型设备，为充分发挥投资效益，本项目组特作以下郑重承诺：
1、本台大型设备为本项目组开展科学研究和人才培养所必需。
2、本项目组负责安排专职技术人员管理，并负责该设备的日常保养、维护工作，出现故障及时报修，确保设备正常运行。设备运行所需耗材由本项目组负责。
3、本台大型设备除了服务本项目组外，完全对校内外开放共享。
开放共享实施方案：
1、该设备可单独共享使用，也可作为虚拟制造系统的一部分，和虚拟制造系统整体一起共享使用。
2、在满足本学院本专科教学和本学科平台（或科研团队、实验室、课题组等）师生使用需求之外，向学院内外开放有偿使用。
3、国家或省市物价管理部门已制定大型仪器设备开放使用的收费标准的，按照管理部门规定的标准收费。
物价管理部门尚未制定统一收费标准的，由大型仪器设备所在部门参照国内同类仪器设备使用收费情况，根据仪器设备折旧费、运行成本和管理服务费等计算制定收费标准并填写《浙江师范大学仪器设备有偿使用收费标准申请表》，经学校收费管理小组审核并报政府物价管理部门批准后执行。
4、收费数额按照如下计算公式确定：收费数额 = 仪器设备折旧费 + 运行成本 + 管理服务费。
仪器设备折旧费的计算标准为：仪器设备折旧费=仪器设备折旧费率×使用机时数。其中仪器设备折旧费率=仪器设备账面价值÷折旧年限÷1080小时。折旧年限：10年。
运行成本：包括水电费、耗材费、日常维护费等。
管理服务费：包括仪器设备操作和咨询、分析、计算等费用。具体计算标准为：管理服务费=（仪器设备折旧费+运行成本）×15%。
5、本设备对校外开放按收费标准执行。对校内学生教学计划内的实验开放免收费，教学计划外实验开放按收费标准的50% 执行；对其它校内开放按收费标准的70%执行。
6、本设备开放使用所收取的费用统一缴纳到校计划财务处，由学校统一管理和分配。收费收入（税后）的30%作为学校运行管理费，70%下拨给大型仪器设备专管部门，可用作发展基金、设备维护和运行经费、技术服务费。
项目负责人签字：王冬云
专
家
论
证
意
见
五轴联动加工中心是使用单位拟建设的国家发改委教育现代化推进工程产教融合项目-智能制造平台的核心组成部分之一，具有以下主要功能及作用：
（1）设备购入后满足工业设计、机械制造、交通运输等专业课程的应用需求和相关人才的技术培训。
（2）设备购入后支撑数字化制造、附件开发、材料研究等科研成果的验证和科研队伍培养。
（3）设备购入后能为浙中南地区高精度机械零部件的试制提供社会化服务。
经专家组评定认为，该设备适用于高精密加工技术教学、科研、社会服务，满足智能制造-产教融合培养培训需求，技术上有一定的前瞻性，建议购买。

组长签字：胡树根
2017年8 月16日

专
家
组
成
员
姓 名
职称或职务
单 位
签 名
胡树根
教授
浙江大学

黄东明
教授级高工/院长
浙江省农业机械研究院

任华林
高工/执行总裁
浙江万里扬股份

陈洪
处长
金华市经济和信息化委员会

赵雷洪
教授
浙江师范大学

所
在
学
院
部
门
意
见
同意

负责人签字：鄂世举 单位盖章：
年 月 日
项
目
经
费
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日
设
备
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日