自“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)(以下簡(jiǎn)稱“數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)”)實(shí)施以來(lái),通過(guò)不斷加強(qiáng)和完善組織實(shí)施和管理措施,已取得了一批階段性成果在重點(diǎn)領(lǐng)域用戶企業(yè)成功應(yīng)用,更有部分產(chǎn)品在與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)中贏得了訂單,成功進(jìn)入國(guó)際高端市場(chǎng)。國(guó)家科技重大專項(xiàng)推動(dòng)行業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步明顯,激勵(lì)著機(jī)床工具行業(yè)相關(guān)人員采取有效措施調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,推動(dòng)行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。
數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)實(shí)施以來(lái)取得的主要成效
隨著數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)的逐年推進(jìn),專項(xiàng)組織實(shí)施的協(xié)同性不斷加強(qiáng),頂層設(shè)計(jì)越來(lái)越科學(xué),產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)(功能部件和共性技術(shù))在專項(xiàng)年度安排中得到重視并著力推動(dòng)。數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)目前已取得了一批階段性成果,主要體現(xiàn)在:專項(xiàng)實(shí)施方案確定的十大標(biāo)志性設(shè)備中的七項(xiàng)在“十一五”末期完成,并在實(shí)際應(yīng)用中初見(jiàn)成效;機(jī)床制造廠和用戶之間逐步建立起雙方共贏的互信互利關(guān)系。數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)的較快實(shí)施,對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)床行業(yè)和裝備制造業(yè)的平穩(wěn)較快發(fā)展、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式發(fā)揮了重要的拉動(dòng)和促進(jìn)作用,為專項(xiàng)“十二五”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
積極打造完整產(chǎn)業(yè)鏈,推進(jìn)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整
研發(fā)完成了一批進(jìn)口量大、市場(chǎng)需求面廣的加工中心和數(shù)控車(chē)床,根據(jù)已驗(yàn)收課題的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),數(shù)控機(jī)床主機(jī)MTBF已從“十一五”初期的500-600h提升至900h左右。如已完成驗(yàn)收的“ADG系列高速數(shù)控車(chē)床及車(chē)削中心”課題,產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到課題任務(wù)書(shū)的各項(xiàng)要求,完成了8臺(tái)樣機(jī)試制,3臺(tái)已經(jīng)在用戶應(yīng)用,其中2臺(tái)采用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和部分國(guó)產(chǎn)功能部件。課題典型試件的加工精度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求:能夠達(dá)到以車(chē)代磨的車(chē)削效果,具有硬切削、干式切削等加工功能,同時(shí)該課題對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及功能部件的應(yīng)用起到了良好的帶動(dòng)作用。
通過(guò)與主機(jī)聯(lián)動(dòng),對(duì)數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控刀具等產(chǎn)業(yè)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行攻關(guān),并開(kāi)始批量配套應(yīng)用。在高檔數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)方面,由于掌握了先進(jìn)的硬件設(shè)計(jì)和焊裝技術(shù),兩種典型高檔數(shù)控系統(tǒng)新產(chǎn)品HNC848(包括應(yīng)用國(guó)產(chǎn)CPU的系統(tǒng))和GNC60的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成度高,結(jié)構(gòu)緊湊,在系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、集成度以及其他技術(shù)方面不低于國(guó)外主流數(shù)控系統(tǒng)。
一批重點(diǎn)領(lǐng)域急需的重大裝備通過(guò)驗(yàn)收并投入使用
3.6萬(wàn)噸黑色金屬垂直擠壓機(jī)、大型立式熱處理爐等標(biāo)志性設(shè)備已通過(guò)課題驗(yàn)收并投入使用。此外,濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)與福特汽車(chē)公司簽訂了5條用于美國(guó)本土新建工廠的全自動(dòng)快速?zèng)_壓生產(chǎn)線訂貨合同,創(chuàng)造了中國(guó)高檔床首次出口至歐美汽車(chē)主機(jī)制造廠的成功案例。
積極開(kāi)展用戶示范應(yīng)用
在航空大型結(jié)構(gòu)件、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)葉片等領(lǐng)域安排了6項(xiàng)應(yīng)用示范工程課題,促進(jìn)了“十一五”已啟動(dòng)的單機(jī)、部件等階段性成果的集成應(yīng)用。“國(guó)產(chǎn)高檔床在典型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工中的示范應(yīng)用”課題已完成6臺(tái)示范應(yīng)用機(jī)床的設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試,其中5臺(tái)機(jī)床已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行部分典型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工應(yīng)用。該課題還開(kāi)展了基于“S試件”試切的機(jī)床加工精度測(cè)評(píng)理論研究,“S試件”已申請(qǐng)并獲得國(guó)際專利,該項(xiàng)動(dòng)態(tài)精度監(jiān)測(cè)技術(shù)能快速有效診斷現(xiàn)場(chǎng)零件精度問(wèn)題,縮短相關(guān)設(shè)備故障維修時(shí)間30%以上,并將在五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床制造領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
科學(xué)規(guī)劃,穩(wěn)步推進(jìn)創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)
在精密工具、高速/復(fù)合機(jī)床等重點(diǎn)方向上部署了17項(xiàng)創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)課題,高校、科研院所與重點(diǎn)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展研究,使得創(chuàng)新能力平臺(tái)已成為關(guān)鍵技術(shù)突破的主要技術(shù)來(lái)源。如“精密工具創(chuàng)新能力平臺(tái)”,以中國(guó)刀具龍頭企業(yè)為主體,聯(lián)合中國(guó)優(yōu)勢(shì)研究單位及汽車(chē)、航空等重點(diǎn)領(lǐng)域典型用戶,充分利用國(guó)家、地方、行業(yè)已有科技資源,建立技術(shù)開(kāi)發(fā)和管理運(yùn)行水平國(guó)際先進(jìn)的精密工具創(chuàng)新能力平臺(tái),使之成為精密工具研究開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)支撐和高端人才聚集基地。目前已向行業(yè)轉(zhuǎn)移精密工具系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造共性技術(shù)2項(xiàng),形成HSK、CAPTO等新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刀柄產(chǎn)品2項(xiàng),建立了涵蓋車(chē)銑鉆等主要加工和典型零件加工、同時(shí)集成行業(yè)主要的材料和關(guān)鍵零部件加工的切削數(shù)據(jù)庫(kù),已申請(qǐng)和授權(quán)專利72項(xiàng)。
專項(xiàng)課題驗(yàn)收工作穩(wěn)步推進(jìn)
2011年年初,在充分征求成員單位及重點(diǎn)任務(wù)承擔(dān)單位意見(jiàn)的基礎(chǔ)上,數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)辦編制并下發(fā)了《“高檔床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)課題驗(yàn)收管理暫行辦法(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《驗(yàn)收辦法》)。在《驗(yàn)收辦法》中,明確了專項(xiàng)課題驗(yàn)收的依據(jù)、驗(yàn)收組織管理、驗(yàn)收方法和內(nèi)容、驗(yàn)收程序和驗(yàn)收結(jié)論等內(nèi)容,作為專項(xiàng)課題驗(yàn)收工作的依據(jù)。
此后,數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)辦和總體組編制并下發(fā)了《數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)2009年立項(xiàng)課題驗(yàn)收檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)內(nèi)容及檢測(cè)機(jī)構(gòu)的說(shuō)明(試行)》,明確規(guī)定:在專項(xiàng)產(chǎn)出成果(新產(chǎn)品、新裝置、新技術(shù)、新工藝)方面的檢測(cè),所有相關(guān)的檢測(cè)報(bào)告或檢驗(yàn)報(bào)告,均應(yīng)由具備資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)(國(guó)家級(jí)或行業(yè)級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心)出具:同一研究方向(產(chǎn)品類(lèi)課題),有兩家以上單位承擔(dān)研究工作的,原則上應(yīng)由同一家檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn),以保證檢測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)具有可比性:為保證監(jiān)測(cè)工作的公正性,第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)一般不得為本單位牽頭或參與的課題出具檢測(cè)報(bào)告,非獨(dú)立法人的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),一般不得為上級(jí)主管單位(及上級(jí)主管單位控股或參股的單位)出具檢測(cè)報(bào)告;檢測(cè)報(bào)告首先應(yīng)覆蓋課題任務(wù)合同書(shū)中的所有技術(shù)指標(biāo),其次應(yīng)根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)要求,檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。
在各課題責(zé)任單位提交驗(yàn)收資料并完成技術(shù)、財(cái)務(wù)初審的基礎(chǔ)上,數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)辦于2011年和2012年分別組織了3批課題驗(yàn)收工作,共對(duì)90項(xiàng)課題進(jìn)行了驗(yàn)收。
部分專項(xiàng)成果
安陽(yáng)鑫盛機(jī)床股份有限公司:ADG系列高速數(shù)控車(chē)床及車(chē)削中心
該項(xiàng)目研制了3種ADG系列高速數(shù)控車(chē)床及車(chē)削中心樣機(jī)基本機(jī)型,并延伸出高速數(shù)控車(chē)床、高速中凸變橢圓活塞復(fù)合加工車(chē)床等共8臺(tái)生產(chǎn)應(yīng)用樣機(jī),解決了1項(xiàng)新工藝,開(kāi)發(fā)出1項(xiàng)高速數(shù)控車(chē)床可靠性相關(guān)的分析軟件。機(jī)床最大旋轉(zhuǎn)直徑Φ440mm,最大加工長(zhǎng)度500mm,最高轉(zhuǎn)速8,000r/min,主軸回轉(zhuǎn)精度≦0.003m,快移速度45m/min。其中,ADG15P數(shù)控活塞車(chē)床是此專項(xiàng)的重要產(chǎn)品之一,是汽車(chē)、航空航天、軍工等活塞加工領(lǐng)域急需的重要高檔數(shù)控機(jī)床設(shè)備。該機(jī)床配備日本FANUC31i高檔數(shù)控系統(tǒng);進(jìn)給系統(tǒng)采用高精密滾珠絲杠、滾柱直線導(dǎo)軌和高精度光柵尺碼;刀架采用雙直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)刀架;使機(jī)床具有響應(yīng)快、速度高、加工精度高的特點(diǎn),適合高檔活塞的加工。
濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司:大型快速高效數(shù)控全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線
該生產(chǎn)線是中國(guó)首條配置雙臂快速送料系統(tǒng)的沖壓生產(chǎn)線,生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)15件/min(此前中國(guó)最高為12件/min);采用連續(xù)運(yùn)行模式(此前中國(guó)沖壓線都是采用單次運(yùn)行模式);換模時(shí)間僅3min;采用全封閉安全防護(hù)。該大型快速高效全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線是集機(jī)、電、液于一體的大型沖壓設(shè)備,代表了國(guó)際沖壓技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)。
該生產(chǎn)線創(chuàng)新性地采用了大噸位長(zhǎng)行程八連桿、整線快速送料、壓力機(jī)多點(diǎn)卸荷、整線全自動(dòng)快速換模等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),壓力機(jī)制造精度比現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提高了20%;拆垛、送料、成型和碼垛全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、故障診斷。設(shè)備采用人機(jī)對(duì)話、自動(dòng)調(diào)整、模具識(shí)別和聯(lián)網(wǎng)過(guò)程監(jiān)控等技術(shù),實(shí)現(xiàn)全線模具更換全部過(guò)程的自動(dòng)化。該生產(chǎn)線已成功應(yīng)用于上海通用煙臺(tái)東岳汽車(chē)有限公司。
北京第一機(jī)床廠:XKA28105?300數(shù)控重型橋式龍門(mén)五軸聯(lián)動(dòng)車(chē)銑復(fù)合機(jī)床
該機(jī)床是集機(jī)、電、液等先進(jìn)技術(shù)于一體的重型機(jī)械加工設(shè)備,采用模塊化設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)化程度高、性能可靠、操作簡(jiǎn)單、維修方便,主要用于大中等尺寸和大重量零件的加工,可廣泛應(yīng)用于機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船用柴油機(jī)、船用殼體、汽輪機(jī)、機(jī)車(chē)車(chē)輛、模具、大型環(huán)保設(shè)備以及核電設(shè)備等制造行業(yè)的大型復(fù)雜零件的加工。
機(jī)床龍門(mén)寬度10.5m,最大通過(guò)高度8m,工作臺(tái)9m?12m,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)直徑9.5m,滑枕最大行程4m,主電機(jī)功率105kW,可配置多個(gè)附件頭,附件頭在滑枕上可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)720?0.5?轉(zhuǎn)位,一次裝夾可對(duì)工件的五個(gè)面進(jìn)行銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多工序加工,還可對(duì)斜面、斜孔、二維曲面、三維曲面、零件型腔內(nèi)部的孔和窄小空間內(nèi)的平面進(jìn)行加工。該機(jī)床已成功應(yīng)用于哈爾濱汽輪機(jī)總廠。
秦川機(jī)床工具集團(tuán):QMK009錐齒輪磨齒機(jī)
該機(jī)床是針對(duì)中國(guó)礦山、冶金、建材、電力、石油和船舶等行業(yè)主機(jī)設(shè)備日趨大型化、高精度化的需要而開(kāi)發(fā)的,其硬齒面大型圓錐齒輪采用創(chuàng)新工藝技術(shù),不僅能實(shí)現(xiàn)大型格里森(Gleason)制弧齒錐齒輪的磨削加工,還能磨削克林貝格(Klingelnberg)制延伸外擺線齒線錐齒輪。該機(jī)集弧齒、直齒和收縮齒、等高齒、延伸外擺線齒及各種展成修正齒輪的磨削于一身,首創(chuàng)的小直徑鏟形輪展成磨削工藝,具有靈活的可控性和廣泛的加工適應(yīng)性。
QMK009錐齒輪磨齒機(jī)最大磨削工件分度圓直徑2,500mm,最大端面模數(shù)50mm,中點(diǎn)螺旋角0~50?,最大齒寬500mm,臺(tái)面直徑1,400mm,X、Y軸行程1,500mm,Z軸行程1,000mm,臺(tái)面可360?旋轉(zhuǎn),擺動(dòng)頭垂直旋轉(zhuǎn)范圍?50?,擺動(dòng)頭水平擺動(dòng)范圍?120?。
上海機(jī)床廠:H405-BE數(shù)控復(fù)合磨床
該磨床集復(fù)合加工技術(shù)、數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)以及精密磨削技術(shù)于一體,主要用于加工零件外圓、內(nèi)孔及端面。該磨床頭架主軸軸承為高精度滾動(dòng)軸承,主軸由大扭矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),可調(diào)速旋轉(zhuǎn)和分度,由圓光柵控制分度精度??稍谝淮窝b夾工件的條件下,完成內(nèi)外圓和端面的自動(dòng)循環(huán)磨削,實(shí)現(xiàn)多工序的柔性加工。
該磨床床身為整體式結(jié)構(gòu),內(nèi)部筋板呈箱型布置,并且采用低合金高強(qiáng)度孕育鑄鐵,使其具有很高的整體剛度和表面耐磨性及抗震能力,極大地滿足了高效、高精度設(shè)備對(duì)基礎(chǔ)件的要求。工作臺(tái)采用雙層結(jié)構(gòu),有利于機(jī)床的精度保持。該磨床具有砂輪自動(dòng)進(jìn)給、粗、精、無(wú)火花磨削、工作臺(tái)自動(dòng)跳檔、自動(dòng)夾緊工件、工件轉(zhuǎn)速自動(dòng)切換、前置修整實(shí)現(xiàn)砂輪自動(dòng)修整及自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)測(cè)量工件及循環(huán)動(dòng)作安全聯(lián)鎖等多種功能。采用先進(jìn)技術(shù)、高質(zhì)量執(zhí)行元部件,使機(jī)床精度穩(wěn)定、可靠性高、壽命更加長(zhǎng)。