攻克大型加工中心产业化发展瓶颈

“这个863计划针对的不是哪个特殊的行业,而是为生产规模化及应用服务。”在沈阳第一机床厂李宪凯看来,数控机床的领域覆盖了国家的绝大部分行业。而这个“大中型加工中心高速化技术研究及应用”的课题就是以实现中档加工中心及部分大型加工中心的产业化为目标的。据他介绍,当时,由于产业发展的需要,国家提出来对数控机床产业化的要求。2004年,国家提出863立项目时,沈阳机床的技术基础相对扎实、这方面探索也比较多,因此拿到了这个项目。

我国机床行业的生产水平,在上个世纪80年代初,还停留在与国外水平差距较大的阶段。这种差距一直到2000年前后才得以缩小。2004年沈阳机床生产加工中心185台,实现产值21071万元。攻克了8项加工中心产业化关键技术,实现4项技术创新点。关键技术在多种机床产品上的应用,提高了产品的质量、可靠性等,缩短了与国外发达国家机床的差距。产品成批量地进入了汽车、军工、信息等行业,挡住了进口,为国家节约了大量外汇。不仅改变了以往我国一些领域所需装备都采用进口的方式,如今自主创新的产品不仅占领了国内市场,而且开始向国外市场挺进。

实现大中型加工中心产业化

一直以来,我国机床行业对外出口多为普通机床,数控机床占很少的一部分,随着国外一些国家机床行业的发展,我国普通车床在世界市场的竞争力也在减弱,而国内机床厂如想在未来激烈的国际竞争中占有一席之地,势必要将本企业的主要产品投向国际市场,从而提高在国际市场的竞争力。通过与国外进行技术合作与交流,提高本企业产品的设计与制造技术与能力,通过对外来技术的消化吸收,进行二次设计,转化为自有的技术。同时承接国际化分工,走OEM贴牌生产的道路。将其技术、产品在国内本土化生产,通过销售渠道和服务,销售到国际市场。

863计划先进制造与自动化技术领域机器人技术主题“数控关键技术与装备产业化支撑技术及应用”项目中的“大中型加工中心高速化技术研究及应用”课题的研发目的旨在通过本项目实施,提高国产数控机床市场竞争力和满足度,课题将围绕加工中心的设计技术、制造技术、过程控制管理以及产品营销服务体系等环节进行系统的工程化研究。攻克解决加工中心的关键共性技术及制约产业化发展的瓶颈问题。

课题采用以自主研究为主的技术路线,针对主要研究内容组织专题攻关,在研究国内外先进技术的基础上,重点解决中档加工中心产业化的关键技术,提高中档加工中心的性能及可靠性。并通过采用先进的制造技术和信息化管理技术,实施可靠性增长措施,完善相关的工艺手段,提高劳动生产率,降低制造成本。尽快提高加工中心的生产制造能力和产品质量,使中档加工中心接近和达到国外同类产品水平。比如一种以铣镗为基础的车铣加工中心在国外发达国家,也是近两年开发的最新产品(如日本MAZAC的e-1060v和德国DMG的DMU80FD产品),此产品代表了国际同类产品的最高水平,也是市场需求量较大的高档数控机床。

技术的创新从来不是一蹴而就

李宪凯表示,上世纪90年代沈阳机床曾先后从德国、美国、日本引进过很多机床,进行国产化。但由于国外转移给我们的技术是二三流技术,加上当时国内外的制造工艺条件的差距,这一批通过引进消化再吸收的数控机床产品,虽然都具有自主知识产权,但客户购买了之后却发现不太好用。“国内机床行业本来就很脆弱,再加上使用厂家普遍的不认可,因此,1993年—2000年这个时期,中国数控机床经历了一个很艰难的发展过程,市场本身不景气,再加上技术也不很成熟,很多企业和潜在客户都纷纷采用进口设备。

2004年,通过863课题的攻关与实施,机床工业得到了健康快速的发展。技术的进步,产品的创新,并不是凭空想象、一蹴而就的事情,要彻底改善国外企业在机床工业对国内企业的压力,任重而道远。这主要源于我国的基础配套工业虽然已有所提高但还是较为薄弱,无法适应、满足我国目前的机床业发展需求,因此,改善并提高电主轴、数控系统、电子技术等机床相关配套能力,是进一步实现产业化,走向市场的基石。

863攻关项目的组织和实施对于拉动企业对产品创新、技术创新的原动力起到了积极的示范作用。这种拉动作为创新主体企业更加大了技术创新的投入,这种投入最终取得了明显的企业技术进步和升级,拉动了企业的快速发展。

中国加入WTO后,数控机床行业的竞争愈演愈烈,竞争不仅来自国内同行业,更多的是来自国外厂家的压力。从市场的各方面信息看,机床需求增势不减,高精度、高效、高速的加工中心需求仍趋旺势。面对这样一种形势,我们根据市场需求的新变化,采取了有针对性地措施,在更高的起点上实现高速增长。2004年实现了工业总产值6.8亿元,其中数控机床产量185台,产值2.6亿元。2005年实现工业总产值9.24亿万元,数控机床产量350台。

2004年,机床行业的重点用户主要是汽车工业、军工产业、民营企业产业模具产业等几个产业,其中以汽车与机械制造业发展最为迅猛,在今后的几年里,以上3个产业将继续保持增长势头,但随着各个行业发展,其对机床产品的要求也将相应的发生变化,而且对专业化和多功能的机床需求将有所上升,针对未来市场的变化,沈阳机床及时调整了数控车床的品种,针对重点的汽车、航天、军工等要求,根据用户需求,开发了大中型的加工中心,进行生产和设计。数控加工中心将主要服务于模具行业和其他行业。
围绕速度、精度、可靠性创新。

机床行业的业内人士都知道,现在的机械加工工艺要求的主轴转速越来越高,高转速也越来越成为衡量一个产品水平的标志,成为商家竞争的焦点,谁先采用了更高转速的主轴,谁便在激烈的竞争中拥有了一张硬牌。电主轴就像直线导轨一样成为机床的标准部件。

沈阳机床在863项目实施期间,针对高速主轴及传动系统、高速电主轴等应用技术,围绕速度、精度和可靠性三个目标,展开研究和创新,最终攻克十七项数控机床产业化关键技术及制约产业化发展的瓶颈问题。

项目实施之前,沈阳机床生产加工中心的快速进给速度最快为24m/min,而现在新设计的THS6550X50卧式加工中心的三向坐标快速进给速度为40m/min,切削进给速度为20m/min。与国外先进国家生产的卧式加工中心的三向坐标快速进给速度40m/min-80m/min缩短了差距。同时,对于高速机床,影响定位精度的主要因素是丝杠高速旋转而导致的发热量增大进而使温度上升。课题组为了减小因高速旋转带来的发热,选择了用润滑油润滑导轨。

TH57200X400龙门五面加工中心就是沈阳机床厂在成熟地设计、制造龙门立式数控铣镗床的基础上,通过引进、消化、吸收国外龙门五面加工技术而开发的,一款适合我国国情的数控机床。在该机床上,零件经过一次装夹可完成除安装底面外的其余各面及孔系的加工,确保被加工零件的各孔面之间的加工精度及位置精度,是加工关键零件如床身、立柱、箱体及加工精度要求较精确零件的理想设备。

TH57200X400作为自行设计的龙门五面加工中心,不仅保证了机床各项性能的实现,而且在控制机床成本方面做出了很大成效,特别是机床五面头的设计制造成功大大降低了机床造价,为用户节省了很大一项费用。机床高刚性、重切削的功能为龙门加工中心提高加工能力、拓展销售市场树立了很好的榜样,使机床更加经济、实用,能够更大程度地为用户创造价值。 数字863本项目总投资1450万元,其中863项目拨款100万元。包括两个子课题:中捷机床有限公司是项目的主体单位,承担大中型加工中心产业化技术研究子课题,863项目款为70万元。另一个子课题是由数控系统生产厂——大连大森数控技术发展中心承担,项目款为30万元。

产业化指标:2004年,达到年产170台以上,实现销售额14500万元；配套目标:2004年产量的5%配用具有中国品牌的数控系统；2005年总体目标:2005年达到年产305台加工中心,实现销售额23000万元。产量的10%配用具有中国品牌的数控系统。

通过863计划目标的促进,2004年公司生产加工中心185台,销售额15326万元。配置国产数控系统10套超过了5%。比产业化目标多完成了15台,826万元。2005年公司生产加工中心315台,销售额31412万元。比产业化2005年目标多完成了10台,8412万元。配置国产数控系统33套达到了10%。超额完成课题年度考核指标。

通过技术改造,有比较齐全的数控加工设备:其中日本及德国的龙门五面加工中心4台,最大规格工作台达到3×14米；德国的导轨平面磨床3台,最大规格工作台达到2.5×12米；还有数控坐标镗、加工中心、数控铣镗床、数控外圆及内圆磨床、数控车床等30余台国内外数控加工设备。检测手段上有三坐标测量机、双频激光干涉仪、球杆仪等精密测量仪器。为课题的开发研制及形成产业化规模提供了有利条件。 (来源:科技日报)

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