國產(chǎn)數控機床厲害領(lǐng)域不斷突破國外壟斷

產(chǎn)品資訊:2008-11-30

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機床是制造業(yè)的基礎,而數控系統更被稱(chēng)為是機床產(chǎn)品中的“大腦”。它代表了一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的水平,也是國家綜合實(shí)力的體現。我國數控機床的發(fā)展經(jīng)歷了30年的跌宕起伏,已經(jīng)由成長(cháng)期進(jìn)入成熟期,并且在厲害領(lǐng)域屢有創(chuàng )新,不斷突破國外的壟斷。

在高精度雷達研制中,需要一個(gè)核心微型器件——由金屬鉬加工而成、直徑只有12毫米的球面柵網(wǎng),柵網(wǎng)里72個(gè)梯形小格,小格之間相連的“筋”只有0.12毫米。

不要小看這微不足道的12毫米。由于鉬的熔點(diǎn)高達2000℃,國內沒(méi)有加工設備,國外技術(shù)封鎖,球面柵網(wǎng)加工工藝就成為制約中國厲害產(chǎn)品提高精度的瓶頸。

近日,清華大學(xué)與南京四開(kāi)電子企業(yè)有限公司聯(lián)手研制的五軸聯(lián)動(dòng)激光加工機床,成功攻克這道難題:把一個(gè)金屬鉬球體置入該機床的加工頭,短短5分鐘,一個(gè)精致的球面柵網(wǎng)就成型了。

“它的加工精度達到μ級,相當于頭發(fā)絲的1/70。它大的亮點(diǎn)是五軸聯(lián)動(dòng)數控和光纖激光?!睋摴炯夹g(shù)人員介紹,這臺只有收銀機大小的機床還能加工精度要求極高的心臟支架等醫療器械,在航空航天、醫療等領(lǐng)域可大顯身手。

機床是制造業(yè)的基礎,而數控系統更被稱(chēng)為是機床產(chǎn)品中的“大腦”。它代表了一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的水平,也是國家綜合實(shí)力的體現。我國數控機床的發(fā)展經(jīng)歷了30年的跌宕起伏,已經(jīng)由成長(cháng)期進(jìn)入成熟期,并且在厲害領(lǐng)域屢有創(chuàng )新,不斷突破國外的壟斷。

開(kāi)發(fā)自己的“大腦”

目前,我國已經(jīng)成為世界前列機床消費大國和數控機床進(jìn)口大國,而數控系統是數控機床的重要組成部分,其成本占機床總成本的30%~50%。

統計顯示,國內高品質(zhì)數控系統約70%的份額被海外數控公司所占有,而部分高品質(zhì)數控機床仍然被當成戰略物資在國際市場(chǎng)上受到禁運限制。五軸(坐標)聯(lián)動(dòng)數控機床就是數控機床技術(shù)制高點(diǎn)標志之一,用于大型螺旋槳空間曲面加工的五軸聯(lián)動(dòng)銑床,曾引發(fā)轟動(dòng)一時(shí)的美、日制裁原蘇聯(lián)的“東芝事件”;10年前,美國國會(huì )因當時(shí)我國進(jìn)口16臺用于飛機制造的此類(lèi)多軸聯(lián)動(dòng)舊機床,還炮制了所謂要求制裁的“考克斯報告”(注:1999年5月25日,美國眾議院由共和黨議員考克斯牽頭的調查委員會(huì )公布了一個(gè)調查報告,把中國自力更生、獨立自主發(fā)展起來(lái)的完備技術(shù)和關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展的重大科學(xué)技術(shù)都污蔑為從美國“竊取”或非法“獲得”)。

南京四開(kāi)電子企業(yè)有限公司總經(jīng)理陸啟建告訴記者,機床控制部分的五軸聯(lián)動(dòng)數控,是數控技術(shù)中難度大、應用范圍廣的技術(shù)。它主要應用于復雜曲面的效能高、精密、自動(dòng)化加工。

今年六七月份,國家發(fā)展和改革委員會(huì )工業(yè)司委托中國機床工具工業(yè)協(xié)會(huì )組織30名行業(yè)專(zhuān)家,對航空、船舶、汽車(chē)、發(fā)電設備和機床工具行業(yè)61家企業(yè)和院所進(jìn)行了專(zhuān)項調研?!巴ㄟ^(guò)對飛機和航空發(fā)動(dòng)機主要關(guān)鍵件制造工藝和設備進(jìn)行的摸底調查,我們認為,航空工業(yè)工藝復雜,所需機床多為五軸聯(lián)動(dòng)等高精度機床?!睋袊鴻C床工具工業(yè)協(xié)會(huì )人士介紹,發(fā)動(dòng)機加工大量使用高精度機床,機匣加工需要多功能、高精度數控機床,如數控立車(chē)、數控精密鏜床和五軸加工中心,數控系統要具有中級編程功能。

“中國的數控企業(yè)有信心、也有能力打破國外公司的壟斷和技術(shù)壁壘,用我們開(kāi)發(fā)的中國‘大腦’來(lái)裝備我國的當家設備,突破國外封鎖?!蔽錆h華中數控有限公司負責人說(shuō)。華中數控走以通用工業(yè)微機為硬件平臺的技術(shù)路線(xiàn),通過(guò)軟件技術(shù)的創(chuàng )新,實(shí)現了數控系統技術(shù)的突破。用通用的工業(yè)計算機和電子器件,自主開(kāi)發(fā)出打破國外封鎖的4通道、9軸聯(lián)動(dòng)“華中1型”高性能數控系統,達到國際先進(jìn)水平。

觸角不斷延伸

不僅如此,我國數控機床產(chǎn)品已延伸到成套、復合領(lǐng)域:中捷機床廠(chǎng)按7個(gè)月交貨期為上海磁懸浮列車(chē)工程項目交出4條以數控鏜銑床為主體的生產(chǎn)線(xiàn),是體現我國機床工業(yè)提供成套設備能力的杰出代表。

數控超重型機床是水、火、核電電站設備制造、造船、冶金礦山等重大裝備制造業(yè)及重兵器制造的關(guān)鍵設備,我國已經(jīng)成為少數幾個(gè)超重型機床供應國之一。DL250型5米數控超重型臥式鏜車(chē)床是武重集團自主研發(fā)制造的新產(chǎn)品,是迄今為止世界上大規格的超重型數控臥式車(chē)床,該機床總重達1450噸,其中主軸箱重量就達到177噸,主軸端面跳動(dòng)和徑向跳動(dòng)均在0.008毫米之內。

據業(yè)內人士介紹,在這臺具有完全自主知識產(chǎn)權的重大技術(shù)裝備上,武重集團實(shí)現了3大技術(shù)突破:一是該裝備的超重型高精度主軸箱重量之大,強度和剛性要求之高,達到了當前世界主軸箱制造的極限;二是超長(cháng)床身的制造工藝研究和精度達到國內暢銷(xiāo)水平。該機床床身長(cháng)45米,導軌達到任意1米長(cháng)度內誤差不超過(guò)0.015毫米,任意20米長(cháng)度內誤差不超過(guò)0.16毫米,全長(cháng)45米長(cháng)度內誤差不超過(guò)0.27毫米;三是首創(chuàng )國內雙工作組三通道數控技術(shù)及三軸同步技術(shù)。

“與發(fā)達國家相比,我們正在加快速度迎頭趕上。有些產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成功甚至讓國外同行著(zhù)了慌,不僅打破了他們長(cháng)期在國內市場(chǎng)上的壟斷,還迫使他們降低自己產(chǎn)品的價(jià)格?!敝袊鴻C床工具工業(yè)協(xié)會(huì )常務(wù)副理事長(cháng)于成廷說(shuō)。

抓住差距不放

盡管?chē)a(chǎn)高品質(zhì)數控機床在不少領(lǐng)域已經(jīng)取得重大突破,但是在業(yè)內專(zhuān)家看來(lái),我國數控機床技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比,還有不小的差距。

首先是精度普遍不夠。只有少數幾種產(chǎn)品達到歐洲標準定位精度。精度差距只是表面現象。其實(shí)質(zhì)是基礎技術(shù)差距的反映。如普遍未進(jìn)行有限元分析,未做動(dòng)剛度試驗;大多未采用定位精度軟件補償技術(shù)、溫度變形補償技術(shù)、高速主軸系統的動(dòng)平衡技術(shù)等;

其次,基礎材料開(kāi)發(fā)方面的差距,未普及高強度密烘鑄鐵。在歐美已有一批先進(jìn)產(chǎn)品采用聚合物混凝土,我國則還是空白;

再次,高動(dòng)、靜剛度主機結構和整機性能開(kāi)發(fā)的差距,高速機床主機結構設計方向是增強剛性和減輕移動(dòng)部件重量,如國際普遍采用龍門(mén)式、框式、O型整體結構,箱中箱式結構,L型床身,三軸移動(dòng)移出機身,側掛箱式臥式加工中心等。我們則大多未開(kāi)發(fā);

還有一重要差距就是應用技術(shù)差距。如國外已開(kāi)始普及的遠程服務(wù)技術(shù),我們尚待開(kāi)發(fā);交鑰匙工程——從機床選擇、工藝裝備(刀、夾、附、檢具)配置與提供到切削用量的確定,尚待開(kāi)發(fā);展出的高速機床普遍不能做硬切削、干切削表演,高速切削機理及切削數據庫的研究在我國近乎空白;不能提供高速切削軟件包等等。關(guān)鍵配套件,特別是新興配套件如電主軸、高速滾珠絲杠副、直線(xiàn)電機、高速高精全數字式數控系統、高精度高頻響的位置檢測系統等差距較大。

饒有意義的是,一則為時(shí)30秒的中國制造廣告宣傳片,自11月23日起在海外播放。對此,一位業(yè)內人士表示,中國制造要想提升質(zhì)量,機床是基礎。沒(méi)有高品質(zhì)機床和精密的加工工藝,中國制造的質(zhì)量無(wú)從談起。

“數控系統關(guān)系到國家的產(chǎn)業(yè)安全甚至國防安全。它的核心技術(shù)是花多少錢(qián)也買(mǎi)不來(lái)的。因此,中國數控產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)有出路,就是走自主創(chuàng )新之路,用中國人自己的核心技術(shù)振興中國數控產(chǎn)業(yè)?!庇诔赏⒄f(shuō)。

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