1.设备采购必要性

表面纳米化技术是材料素化研究所聚焦材料缺陷调控的一项重要研究成果，通过该技术在轴类件、盘类件等金属材料表层制备梯度纳米结构，助力梯度纳米技术在钢铁等行业的工业化应用。该技术需要通过数控车床与表面纳米化加工系统组成数控专机，在工业化零件表面构筑梯度纳米结构。鉴于光整工作辊尺寸（直径650 mm），因此需要采购大型数控车床。研究所前期采购的机床加工范围有限，亟需采购新的大型数控车床设备，实现工业化产品的梯度纳米结构制备。

（1）大尺寸零件加工：满足直径≤800mm、长度≤5500mm 的大型轧辊件；

（2）加工精度一致性：通过高精度主轴、进给系统及数控编程控制，减少人工操作误差，确保批量零件的尺寸公差控制在±0.03 mm以内，为材料性能重复性研究奠定基础；

（3）加工过程数字化：集成压力、转速、扭矩、位移等参数采集功能，可实时记录工艺参数与零件尺寸的关联数据，助力优化材料加工——性能调控的工艺路径。

2.设备采购可行性

（1）技术成熟度高：研究组利用梯度塑性变形制备技术在多种材料上获得了梯度纳米结构，有丰富的数控车床使用经验，同时该设备已实现商业化普及，国内主流厂商均具备中型数控车床的成熟研发与生产能力，设备稳定性、精度控制及安全防护技术均经过市场验证，用户反馈良好；

（2）操作与维护便捷：现代数控车床集成度高，可通过面板编程实现自动化加工，降低操作门槛；同时设备采用模块化设计，常规维护便捷，厂商普遍提供 1-2 年质保及终身技术支持，维护成本可控；

（3）场地适配性强：大型数控车床的外形尺寸与实验室现有场地空间兼容，且电源（300 kVA 工业电源）、基础承重（≥10t/m2）等条件可通过简单改造满足。

3.拟采购设备的主要用途：用于大型轧辊表面纳米化加工，具有动力传输与切削执行单元，精度控制机构，数据采集与存储功能。

（1）大型轧辊加工：用于直径≤800 mm、长度≤5500 mm金属材料的外圆加工；

（2）加工工艺优化研究：通过调整主轴转速、进给量、压入量等参数，对比不同工艺下零件表面粗糙度、尺寸精度及材料微观组织变化，优化加工工艺参数；

（3）批量零件标准化制备：依托数控编程的可重复性，实现同一批次零件的自动化加工，避免人工操作导致的尺寸偏差，保障后续材料性能测试数据的可靠性。

4.设备功能原理：

（1）动力传输与切削执行：主电机通过皮带或齿轮传动驱动主轴旋转，带动卡盘夹持的工件高速转动；同时进给电机通过滚珠丝杠驱动床鞍（X向）和溜板箱（Z向）移动，使刀架上的刀具按预设轨迹与工件接触，实现零件制备加工；

（2）精度控制机制：采用 “伺服电机+光栅尺” 闭环控制，实时反馈主轴转速、刀具位移数据，对比预设编程参数并动态修正偏差，确保尺寸精度；

（3）辅助功能集成：配备冷却系统、润滑系统、排屑系统，保障设备连续稳定运行；

（4）数据采集与存储：集成传感器实时采集加工过程中的主轴扭矩、切削力、刀具位移等参数，通过数控系统传输至计算机，支持数据存储、曲线分析及工艺参数回溯。

5.数控车床的技术指标：

（1）机床承重≥8t；

（2）最大切削直径≥800 mm；

（3）X轴行程≥350 mm，

（4）Z轴行程≥5500 mm，等