借力专项 国产机床自我满足度大幅提升

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编者按

1983年,国务院发布《关于抓紧研制重大技术装备的决定》(国发【1983】110号文)。作为纲领性文件,确定十套重大建设项目的成套技术装备为发展重点,指导推动事关国民经济命脉的重大技术装备国产化,使重大装备上升为国家战略。2006年,国务院进一步发布《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》,再度提出16项重大技术装备和产品。

30年来,中国依据这些纲领性文件,在相关领域取得了巨大成就,我国的发电、输变电设备,大型石油、天然气和石化设备,大型铸锻件、**数控机床与基础制造设备,大马力农业装备、工程机械等发展迅速,在“量”和“质”两方面都有重大突破。事实证明,对于事关国计民生的重大基础项目,通过顶层设计集中力量办大事是有效途径。

时值110号文件发布30周年之际,为了响应工业和信息化部关于征集《国家重大技术装备三十年》图文资料的通知,本报特刊登由记者撰写编辑的国家重大装备30年专题报道,重点介绍了九大重点技术装备的历史背景、发展历程、主要成绩,及未来发展思路。并对其中具有代表性的,世界先进水平的,掌握核心技术的成套和关键设备进行了充分展示,以飨读者。

在未来重大技术装备的转型升级中,应进一步处理好政府调控与市场调节、重点发展与配套跟进、管理科学与技术突破的关系,从而真正实现从“中国制造”向“中国智造”的大国梦。

“重大专项的实施将快速提升中国机床工业的技术和制造水平,有效推进国产**数控机床与基础制造装备的科技创新及国产化进程。

2008年12月24日,作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》确定的16个国家科技重大专项之一,“**数控机床与基础制造装备重大专项”正式启动。

按专项规划,到2020年,航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的**数控机床与基础制造装备70%~80%将立足国内。专项基本以工程招标的形式支持国内**数控机床的科技创新。

该重大专项的预期目标为:到2020年,形成**数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力,总体技术水平进入国际先进行列,部分产品国际**;建立起完整的功能部件研发和配套能力;形成以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系;培养和建立一支高素质的研究开发队伍。此外,重大专项还分设了2010年及2015年的阶段性目标。

重大专项的实施将快速提升中国机床工业的技术和制造水平,有效推进国产**数控机床与基础制造装备的科技创新及国产化进程。在众多专项中,以下标志性设备的成功研制具有代表性意义。

一、“S”试件切削工艺技术研究获突破

钛合金航空结构件是飞机的核心承力部件,因钛合金强度高,弹性模量小、塑性变形严重,排屑困难,导热率低、加工区域温度高,化学活性高、易氧化、加工硬化严重,闭角变壁厚结构,且具有复杂曲面,其一直是困扰我国国产机床加工的难题。因此,“**数控机床与基础制造装备”科技重大专项“用于钛合金航空结构件加工的五轴联动加工中心”课题为优先启动课题,由沈阳机床(集团)有限责任公司、天津大学、成都飞机工业(集团)有限责任公司“产学研用”各方联合实施,通过对重切削稳定性分析、五轴机床动态特性分析和五轴加工中心后置处理的核心算法及后置平台开发等关键技术进行研究,研制出国内首台用于复杂钛合金航空结构件加工的五轴联动加工中心。

二、数控重型曲轴铣车复合加工机床研制成功

该课题由齐重数控装备股份有限公司承担并成功研制。其重点攻克了“分体开合式数控旋风切削刀架”这一关键技术。解决了U轴精密回转运动,径向、纵向支撑,超大、超薄型精密分体旋风刀盘的加工制造及新工艺和新材料等技术难题,使我国掌握了具有自主知识产权的重型船用曲轴加工机床制造技术,摆脱了之前大型船用曲轴严重依赖进口的局面,满足了国家重点发展的大型船舶柴油机核心部件曲轴的精加工设备需求,带动了造船业、港口运输、钢铁等相关行业的持续发展,使我国成为世界上继德国、日本之后第三个能够自主设计、自主制造曲轴加工设备的国家。

三、大型复合材料构件铺带机研制成功

大型复合材料构件铺带机是“**数控机床与基础制造装备”重大专项的十大标志性装备之一,由齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司、南京航空航天大学、清华大学、航天材料及工艺研究所联合研制成功,该课题获得了主、副主轴同步双驱动技术、预浸带超声切割技术、预浸带热风加热技术、预浸带张力控制技术四大技术突破。

课题成果已应用于重点行业航天材料及工艺研究所关键部件的自动化制造,能够降低制造成本30%、提高生产效率1倍以上,实现了我国在大型复合材料构件铺带机上的重大技术突破,促进了我国重大技术装备的发展。

四、大型高质量铸件的材料冶炼与成型控制技术获重大突破

“大型高质量铸件的材料冶炼与成型控制技术”是国家科技重大专项“**数控机床与基础制造装备”中的一项重点课题,由中国**重型机械集团公司牵头承担。该课题在新型呋喃树脂和慢速固化剂及呋喃树脂砂生产大型铸钢件质量控制技术,转子用钢超纯化冶炼技术,大型铸件数字化无模组装制造技术,数字化加工技术和无模组装工艺,不锈钢铸件快捷制造技术,利用计算机流场、温度场、应力场模拟技术,差异化学成分的多包合浇技术及超大型钢锭浇注用中间包等技术研发方面实现了重大突破。

其解决了我国机床、能源行业生产装备中迫切需要配套的大型铸锻件相关瓶颈技术,为**数控机床重大专项主机提供了关键共性技术支持。

五、大型关键件模锻工艺技术获重大突破

该课题组重点攻克了三大技术难题:一是攻克了大尺寸复杂形状预制坯的制坯工艺。二是模锻锻造组织性能控制获突破。三是模锻过程保温技术取得重大成果。

该课题研究成果为800MN大型模锻压机提供了生产工艺指导,解决了大型模锻工艺基础技术和关键技术问题,使我国近净成形技术达到国际先进水平,为使用800MN大型模锻压机制造出大型、**、整体的航空模锻件奠定良好的基础。

六、用于超临界核电半速转子加工的超重型数控卧式镗车床研制成功

超重型数控卧式镗车床机床专项的承接单位是武重。经过现场检测、专家质询等环节,专家组给出的鉴定结论是:该机床的研制成功解决了我国重大装备关键零件国产化的加工难题,填补了国内空白,具有完全自主的知识产权,机床的主要技术性能达到了当前同类机床国际**水平。到目前为止,该机床加工了1100MW核电半速转子共5件,5米轧机超重型支撑辊共6件,达到国外图纸设计要求,部分主要精度指标优于图纸设计要求。

七、大型全自动快速柔性冲压生产线研制成功

我国已成为世界汽车制造大国、消费大国,国家要发展汽车工业,必须优先开发出大型快速高效数控全自动冲压生产线,这是汽车车身冲压加工的世界趋势。

济南二机床承担的“全自动快速柔性冲压生产线的开发研制”项目,其一是依托通用东岳汽车公司42000KN全自动柔性快速冲压生产线,不仅是国内首条配置双臂快速送料系统的高速冲压生产线,也是**条在设计、制造过程全面执行欧洲标准的冲压线,其生产节拍可达15件/分,是目前世界*高水平的高速自动化冲压生产线。

该冲压生产线既适应我国汽车工业上质量、上档次、上水平的需要,又能代表中国冲压行业参与国际竞争。在与世界**企业的国际竞标中,济南二机床一举囊括福特汽车美国两个工厂全部5条大型快速智能冲压生产线订货合同。这是福特汽车近20年来首次采购非德国生产的成套冲压装备。今年,福特公司再度订购该产品。