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夯實(shí)數(shù)控加工中心這塊基石
閱讀:114 發(fā)布時間:2020-8-11文章預(yù)覽:
數(shù)控加工中心與工業(yè)密切。大力發(fā)展高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備,具有全局性戰(zhàn)略性的深遠(yuǎn)意義。經(jīng)過“高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備"國家科技重大專項(xiàng)的支持,我國數(shù)控加工中心行業(yè)在M際市場格局屮,己經(jīng)從第三"陣進(jìn)入第二方陣,iML培養(yǎng)出一批有能力沖刺國卩小*水平的力量。
如果把現(xiàn)代工業(yè)看作摩天大廈的話,那么高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備則是這座大廈的基石=
諸如汽車、飛機(jī)、艦船、百萬千瓦級核電設(shè)備等工業(yè)現(xiàn)代化所需的各類裝備設(shè)施制造,均離不開它的保障。
基于此,“高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備"國家科技重大專項(xiàng)(簡稱專項(xiàng))作為16個科技重大專項(xiàng)之一,并己被納入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》。
專項(xiàng)實(shí)施以來,成就斐然,己取得預(yù)期成效。
專項(xiàng)技術(shù)總師、*院士盧秉恒近日接受了科技日報記者專訪,就該專項(xiàng)實(shí)施取得的重大突破、支撐國家需求、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等方面進(jìn)行解讀。
全面支撐國家重大需求
盧秉恒指出,專項(xiàng)涵蓋了高速、精密、智能、復(fù)合等功能的高檔數(shù)控加工中心和用熱加工、表面處理工藝對材料和零件進(jìn)行成形、改性處理的基礎(chǔ)制造裝備,重點(diǎn)圍繞汽車、航空航天、船舶、發(fā)電設(shè)備等四大領(lǐng)域所需的高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備及其配套的數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。
其中,多軸聯(lián)動是數(shù)控加工中心中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。多軸聯(lián)動是在一臺加工中心的多個坐標(biāo)軸上同時運(yùn)動,進(jìn)行復(fù)雜形狀零件的加工,刀具或工件可在數(shù)控系統(tǒng)控制下同時協(xié)調(diào)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的加工,在現(xiàn)代國防裝備具有重要意義。艦艇、飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、飛船中許多關(guān)鍵零件的材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度,用傳統(tǒng)加工方法無法達(dá)到要求,必須采用多軸聯(lián)動、高違、高精度的數(shù)控加工中心寸能滿足加工要求。
“專項(xiàng)解決了很多重要的制造問題。"盧秉恒說,以前我國做不了五軸聯(lián)動加工中心,所使用的數(shù)控系統(tǒng)也是國外制造的。這就會帶來一些問題。“國外高檔數(shù)控加工中心對我們的航空航天企業(yè)不僅限制進(jìn)口,即使進(jìn)口了,其數(shù)控系統(tǒng)也留有信息后門,能對我們進(jìn)行監(jiān)控,對于國防安全是一個很大的隱患。如今解決了五軸聯(lián)動,對于軍工和航空航天等領(lǐng)域需求是很大的保障。"
針對中高檔數(shù)控加工中心進(jìn)口依賴度高的現(xiàn)狀,“十一五"期間,專項(xiàng)重點(diǎn)對進(jìn)口量大、市場需求面廣的加工中心和數(shù)控車床的研發(fā)進(jìn)行了部署。加工中心企業(yè)開發(fā)出了一大批適應(yīng)市場需求,符合企業(yè)轉(zhuǎn)型升級方向的新產(chǎn)品,龍門式加工中心、五軸聯(lián)動加工中心等高檔產(chǎn)品制造技術(shù)趨于成熟;高精度加工裝備在制造精度上取得重要進(jìn)展,部分解決了加工中心箱體、導(dǎo)軌等關(guān)鍵零件的加工需求。同時,專項(xiàng)大力推動了加工中心企業(yè)對高檔加工中心的研發(fā)和加工中心可靠性研究,在重要應(yīng)用領(lǐng)域建立了綜合檢驗(yàn)驗(yàn)證平臺,加強(qiáng)了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè),為企業(yè)的科研和質(zhì)量保障提供了支撐。
“加減法"互補(bǔ)生輝
數(shù)摶加工中心與3D打印同屬于數(shù)摶制造裝濟(jì)須域。“如果說3D打印是加法的話,那么數(shù)控加工中心加工則是減法。二者對制造業(yè)同等重要,需要同樣的關(guān)注與支持。,,盧秉恒認(rèn)為,3D打印是通過材料的累加做增加,而數(shù)控加工中心是按照圖紙把大的材料切割成小的,做的是減法,3D打印與數(shù)控加工中心打很好的交叉點(diǎn)。
“增材制造可以大幅度減少航空航天等結(jié)構(gòu)件的加工余量,可以簡便地加工復(fù)雜形狀的零件,從而減少對五軸聯(lián)動等高檔數(shù)控加工中心的需求量。通過増減一體化,兩者互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)完美統(tǒng)一。"
盧秉恒說。
不過,相比之下,發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控加工中心顯然是當(dāng)務(wù)之急。目前,我國己連續(xù)多大加工中心消費(fèi)國。高檔數(shù)控加工中心的市場競爭、技術(shù)競爭十分激烈。美國、日本、德國等制造業(yè)強(qiáng)國在本國加工中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不M階段,都出臺過丨丫?多扶植政策?
盧秉恒表示,專項(xiàng)并非一般意義上的科研項(xiàng)目,而是國家層面的一項(xiàng)系統(tǒng)工程,體現(xiàn)了國家的意志。2008年,常務(wù)會議審議并通過專項(xiàng)實(shí)施方案。專項(xiàng)的總體目標(biāo)是:到2〇2〇年總體技術(shù)水平進(jìn)入進(jìn)行列,部分產(chǎn)品;形成高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備主要產(chǎn)品的內(nèi)主開發(fā)能力,數(shù)擰系統(tǒng)與功能部件研發(fā)和配隹能力;形成以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系;培養(yǎng)和建立一支高素質(zhì)的研究開發(fā)隊(duì)伍;航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造所需要的高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備80%立足國內(nèi);研究開發(fā)出若千具有原創(chuàng)性的技術(shù)和產(chǎn)品,形成這一領(lǐng)域內(nèi)自主創(chuàng)新作一些點(diǎn)上的突破。
々項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)主要乜怙主機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件和關(guān)鍵部件、共性技術(shù)、創(chuàng)新f臺迮設(shè)、技術(shù)服務(wù)基地建設(shè)及應(yīng)川小?范工程七個方M。大力發(fā)展高杓數(shù)控加工中心」M礎(chǔ)制造裝備,具有全局性戰(zhàn)略性的深遠(yuǎn)意義。
助力“中國智造2025"
“2018年專項(xiàng)將進(jìn)入收官之年。"盧秉恒告訴科技日報記者。
盧秉恒指出,預(yù)計(jì)到2020年,通過突破關(guān)鍵核心技術(shù),形成高檔數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備的自主開發(fā)能力,總體技術(shù)水平進(jìn)入進(jìn)行列,部分技術(shù),研究開發(fā)出若干具有原創(chuàng)忭的1R大產(chǎn)品和技術(shù);滿足國內(nèi)主要行業(yè)對制造裝備的基本求。
就目前而言,在專項(xiàng)己安排的產(chǎn)品類研發(fā)任務(wù)中,大型汽車覆蓋件自動沖壓線等10多類設(shè)備己達(dá)到水平,*可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代;高速龍門五軸加工中心等20多類產(chǎn)品基本達(dá)到進(jìn)水T:,具備鈴代進(jìn)11產(chǎn)品的水平;高檔數(shù)控系統(tǒng)、粘:密臥式加工中心等產(chǎn)品已完成階段性研發(fā)。但是,作功能性能、可靠性方面與進(jìn)水平還丫//I:-定差距,五軸工具磨床、光柵尺及編碼器等產(chǎn)品尚需要進(jìn)一步的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證。
盧秉恒認(rèn)為,就世界數(shù)控加工中心整體發(fā)展水平來看,我國的數(shù)控加工中心行業(yè)剛從第三方陣進(jìn)入第二方陣,與第一方陣還是有很大差距,但是經(jīng)過專項(xiàng)的支持,我們己經(jīng)培養(yǎng)了一批力量,有能力沖刺進(jìn)水平。
典型案例
科德數(shù)控:突破£軸數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新
在數(shù)控加工中心々項(xiàng)的支持下,科德數(shù)控股份有限公"j ( M稱科徳數(shù)控)在母公司大迮光洋科技集ifl (簡稱光洋集團(tuán))的領(lǐng)導(dǎo)卜,研制出多種類型的系列化/l軸聯(lián)動高們數(shù)控加工中心,肓力地保障了國產(chǎn)發(fā)動機(jī)渦輪、航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣、核電汽輪機(jī)葉片等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)。
科德五軸團(tuán)隊(duì)2009年即承擔(dān)了專項(xiàng)*課題,擔(dān)當(dāng)五軸聯(lián)動臥式車銑復(fù)合加工中心研制任務(wù),實(shí)現(xiàn)了 S910燃?xì)廨啓C(jī)葉片*在全國產(chǎn)五軸臥式車銑復(fù)合加工中心上完成銑削精加工。
2010年,科德五軸團(tuán)隊(duì)與牽頭承擔(dān)透平葉片五軸加工方向的無錫透平葉片有限公司,共同致力于核電大型葉片的五軸加工中心研制。在2015年研制出*臺可加工67英寸核電葉片的五軸葉片銑削加工中心。目前,兩臺己交付用戶的KTurboM3000五軸葉片銑削加工中心己24小時連續(xù)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)五軸加工中心與瑞士同類加工中心在相同工時定額下同等的加工質(zhì)量和加工精度。
2015年,*裝備司及專項(xiàng)辦批復(fù)由屬于航天科工集團(tuán)三院的北京動力機(jī)械研究所(簡稱31所),牽頭承擔(dān)應(yīng)用于飛航發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線的五軸數(shù)控加工中心應(yīng)用示范工程課題。
該飛航發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線由24臺全國產(chǎn)五軸數(shù)控加工中心組成,其中22臺五軸數(shù)控加工中心由科德公司提供。通過8類45種飛航發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)試制,國產(chǎn)五軸數(shù)控加工中心在軍工典型生產(chǎn)中得到了充分的應(yīng)用驗(yàn)證。31所認(rèn)為科德設(shè)備整體水平與同類型、同規(guī)格德國進(jìn)口設(shè)備相當(dāng),達(dá)到進(jìn)水平,可替代進(jìn)口。
無錫蠡湖增壓技術(shù)股份有限公司主動提出應(yīng)用科德KMC系列五軸數(shù)控加工中心進(jìn)行單機(jī)成線加工驗(yàn)證。在不到半年的時間里,實(shí)現(xiàn)全部加工中心的24小時連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。例如科德3臺KMC400UMT五軸加工中心構(gòu)成的柔性制造生產(chǎn)線,替代了6臺由德國、韓國、中國臺灣進(jìn)口設(shè)備組成的生產(chǎn)線,將某型號增壓器殼體的加工時間從5分30秒縮短至5分鐘。
創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)
濟(jì)南二加工中心:以創(chuàng)新賦予中國制造新內(nèi)涵
濟(jì)南二加工中心始建于1937年,國有獨(dú)資企業(yè),是國內(nèi)加工中心行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)、國家*企業(yè)。1953年和1955年分別研制出一臺龍門刨床、第一臺機(jī)械壓力機(jī)。在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不同時期,企業(yè)先后研制了 450余種*臺(套)產(chǎn)品,為國家重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域和國防建設(shè)提供了重要裝備支持。
''道,血付廳業(yè)形勢I、'滑、^場環(huán)境劃七的影響,濟(jì)if::加工中心集N1有限公司堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展的思路,緊緊圍繞市場需求。瞄準(zhǔn),挑戰(zhàn),通過一系列項(xiàng)目的實(shí)施,促進(jìn)了研發(fā)水平的提升,技術(shù)研發(fā)與進(jìn)水平同步。
作為行業(yè)內(nèi)承擔(dān)國家科技項(xiàng)目多的企業(yè)之一,濟(jì)南二加工中心承擔(dān)實(shí)施國家科技重大專項(xiàng)、國家“863"與科技支撐計(jì)劃16項(xiàng),獲得國家154項(xiàng),制定國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)22項(xiàng);榮獲國家科技進(jìn)步二等獎2項(xiàng),省市科技進(jìn)步獎52項(xiàng)。產(chǎn)品比重達(dá)到銷售收入的60%以上。通過項(xiàng)目實(shí)施,智能制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)突破,在卨端市場競爭屮占?據(jù)卞動,打破_外技術(shù)壟斷,不僅滿足國內(nèi)重點(diǎn)行業(yè)裝備需求,并成線出口歐美、東南亞等海外市場。
目前,濟(jì)南二加工中心自主研制的機(jī)器人全自動沖壓生產(chǎn)線、大型全自動快速送料沖壓生產(chǎn)線、重型多工位機(jī)械壓力機(jī)、伺服沖壓生產(chǎn)線等產(chǎn)品與技術(shù)同步,已經(jīng)裝備國內(nèi)各汽車制造免團(tuán),包括通用、福特、丨I產(chǎn)、人眾、路虎、沃爾沃等合資品牌及所丫丨自主品牌在內(nèi)。國內(nèi)汽車制造“沖壓、焊裝、涂裝、總裝"四大工藝中,唯有沖壓工藝是以國產(chǎn)為主,大型沖壓裝備國內(nèi)*達(dá)80%。
同時,濟(jì)南二加工中心產(chǎn)品還成線出口到美國、巴西、印度等海外汽車主機(jī)廠,為通用、福特等汽車企業(yè)提供海外總承包交鑰匙工程,被譽(yù)為“世界三大數(shù)控沖壓裝備制造商"之一。依托重大專項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化,福特汽車美國4個工廠,先后4次訂購濟(jì)二9條大型全自動快速沖壓生產(chǎn)線。其中,8條己經(jīng)完成安裝調(diào)試交付用戶使用,1條即將運(yùn)抵美國。福特汽車美國工廠將濟(jì)二生產(chǎn)線與德國生產(chǎn)線用同樣的模具、零件進(jìn)行全面的精密對比檢測,結(jié)果顯示,濟(jì)二的沖壓件質(zhì)量,所有指標(biāo)達(dá)到用戶要求,部分指標(biāo)優(yōu)于德國沖壓件。濟(jì)二沖壓線在福特的F-150新興鋁板皮卡及其他車型的沖壓生產(chǎn)中起到關(guān)鍵作用。
在以數(shù)控龍門鏜加工中心、五軸聯(lián)動龍門鏜加工中心、數(shù)控落地鏜加工中心等*產(chǎn)品為代表的數(shù)控金切加工中心領(lǐng)域,濟(jì)南二加工中心處于國內(nèi)水平,為航空航天、軍工、軌道交通、能源等國家經(jīng)濟(jì)與丨1防建設(shè)領(lǐng)域提供了火批替代進(jìn)I 1的*裝濟(jì)。
技術(shù)創(chuàng)新之外,濟(jì)南二加工中心還對標(biāo),系統(tǒng)推進(jìn)管理創(chuàng)新,在質(zhì)量、效益、效率等方面不斷欠破。推進(jìn)“質(zhì)試效益型"技術(shù)改造,在卩丨場低迷的時候,抓投&,抓管縄,枳蓄發(fā)展力量;在市場機(jī)遇來臨時,抓住機(jī)遇,贏得發(fā)展先機(jī)。
通過創(chuàng)新驅(qū)動,濟(jì)南二加工中心加快了自身轉(zhuǎn)型升級,競爭力顯著提升。在行業(yè)經(jīng)濟(jì)連續(xù)6年持續(xù)下滑的形勢下,企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持了穩(wěn)定增長,效益為加工中心工具行業(yè)水平。
數(shù)說成果
數(shù)控加工中心重大專項(xiàng)總體成效
?專項(xiàng)規(guī)劃布置的57種數(shù)控加工中心與基礎(chǔ)制造裝備主機(jī)中已有38種達(dá)到或接近_|;小*水十:
? W產(chǎn)數(shù)拕加工中心市場占17率山“十五"末的26.4%提高到“十二7i:"末的68.9%:
?國產(chǎn)加工中心數(shù)控化率由“十末的35.5%提“到“十:五"末的78.8%:
?參與研發(fā)人員達(dá)23594人,其中博士碩士約占50%,引進(jìn)人才208人,43位“千人計(jì)劃"人才參與專項(xiàng)研發(fā)工作,共培養(yǎng)人才5512人,其中博士 2256人;
?研發(fā)各類新產(chǎn)品、新技術(shù)2951項(xiàng),新增產(chǎn)值706億元,建立48個示范基地。
技術(shù)創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)
? 8萬噸大型模鍛壓力機(jī)等10多類產(chǎn)品達(dá)到水平,龍門五軸車銑復(fù)合加工中心等20多類產(chǎn)品達(dá)到進(jìn)水平;
?加工中心主機(jī)平均*時間(MTBF)從專項(xiàng)實(shí)施前的400—500小時提升至1200小時左右,部分產(chǎn)品達(dá)到*水平(2000小時);
?申請發(fā)明3956項(xiàng),立項(xiàng)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)407項(xiàng),其中,“五軸聯(lián)動加工中心用S形試件"標(biāo)準(zhǔn)通過審定,實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控加工中心標(biāo)準(zhǔn)須域“零"的欠破。
重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用快速推進(jìn)
?汽車大型覆蓋件自動沖壓線國內(nèi)*超過70%,*超過30%。
系統(tǒng)部署全產(chǎn)業(yè)鏈布局
?搭建了 18個“產(chǎn)學(xué)研用"聯(lián)合創(chuàng)新平臺,30余種加工中心主機(jī)裝備達(dá)到進(jìn)水平,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)功能、性能大幅提升,滾珠絲杠、導(dǎo)軌、動力7J架等功能部件精度與可沿性接近進(jìn)水平。
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