船舶工业现代化 机床工业迎来新挑战和新机遇

大型船舶制造设备需求

　　中低速柴油机的机座、机架、曲轴、连杆、缸盖以及螺旋浆、舵轴等大件的机械加工是船舶制造企业技改设备投入的重点。国产最大低速柴油机功率为49680hp，机长15.6m，高12.4m，缸径900mm，自重达1253t，曲轴重211t。机座、机架的加工设备主要是数控龙门镗铣床、龙门加工中心，要求龙门宽度不小于8m，定位精度≤0.016/1000mm、重复定位精度≤0.01mm。目前中低速柴油机的机座、机架主要加工设备有德国瓦德里希。

　　科堡（Waldrich coburg）公司的数控龙门镗铣床、国产的龙门移动式数控镗铣床和数控立车。低速柴油机曲轴加工的主要设备有重型曲轴旋风切削加工中心、曲轴磨床和卧式车铣中心等设备。大型船用螺旋浆加工的关键设备有五坐标联动数控龙门铣床、五坐标联动数控立式铣床。目前韩国有最大可加工直径11m螺旋浆的数控龙门铣床;德国和日本生产的设备可以加工最大螺旋浆直径为10.4m;而我国可加工最大螺旋浆直径为9m。

　　柴油机连杆、曲拐、缸盖等零件的主要加工设备是数控龙门镗铣床、大型数控立车、重型数控卧车和卧式加工中心。

大型船舶制造对加工设备的新要求

　　现代大型船舶的关键配套设备几何尺寸大，精度要求高，因此要求加工设备的规格大、功率大、扭矩大和精度高。如当前我国可加工的最大螺旋浆直径为9m，随着大型船舶的发展，需要能够加工直径11m螺旋浆的7轴5联动的数控车铣床，而且对加工精度和表面粗糙度都提出更高要求。

　　现代大型船舶要求更高的推进效率，更低的噪声，对螺旋推进器等关键配套设备的加工精度要求高。因此需要采用车铣复合机床一次成形加工完成。如以车削方式实现轮毂内孔及螺纹的加工;以铣削方式完成螺旋浆桨叶面和叶背、导边和随边轮廓、轮毂和叶面过渡圆角等表面的加工。

　　而用于加工大型低速柴油机机座、机架加工的设备，不仅需要主轴功率大，扭矩大，还需要加工精度高，并配备相应的检测设备。低速柴油机曲轴的加工，多采用数控重型车铣复合加工中心，要求其回转直径要大，要有近100t的承载能力。

船舶制造加工工艺新要求

　　根据零件的特点进行切削参数的优化和工艺方式的优化，如根据螺旋桨的几何特性，叶片加工面分为非重叠区域和重叠区域，并分别采用标准铣头和特殊铣头进行加工，以解决叶片根部的加工问题，但对于大型螺旋桨，由于滑枕承受的颠覆力矩过大对机床的寿命影响很大，因此仍是有待攻克的难题。

　　基于三维数字化模型的大型螺旋桨的在线测量与质量评估功能，需要解决测点的规划及测量轨迹自动生成技术、基于叶片曲面匹配的加工余量的计算和预估技术、螺旋桨叶片的在线质量评估技术。

　　基于三维数字化模型的大型螺旋桨铸造毛坯误差和加工余量快速测算技术。

　　要求七轴五联动车铣复合加工机床具有防干涉碰撞功能。

巨大的商机与新的挑战机床工业必将大有可为

　　我国船舶工业的快速发展以及未来的发展规划，为我们机床行业提供了巨大的商机，同时也向我们机床行业提出新的挑战。从我国造船企业目前的装备来看，主要加工设备有重型数控龙门移动镗铣床、重型数控动梁式镗铣床、重型双立柱式数控车、重型单柱立式车床、重型数控卧式车床、五坐标联动数控龙门铣床、五坐标联动数控立式铣床等 ，这些设备基本是进口机床。国产机床在规格和精度方面能够满足要求，但可靠性和稳定性方面与国外机床相比存在较大差距，而且联机调试时间长，售后服务做的又不够到位，加上对用户工艺不清楚，不能根据用户的工件和加工要求，提出令用户满意的解决方案，导致这些重要领域的用户在选购设备时，优先考虑国外机床。

　　总体来说，大型船舶的关键加工件集中在大功率柴油机的机座、机架、气缸体、缸盖活塞杆、十字头、连杆、曲轴，以及减速箱传动轴、舵轴和推进器（螺旋桨）等，关键加工件材质为特种合金钢，一般为小批加工，要求加工成品率100％。

　　关键加工件具有重量大，形状复杂、精度高，加工难度大等特点，需要具有大功率、大扭矩、高可靠性能及多轴的重型、超重型数控机床和专用加工机床，如重型、超重型数控龙门镗铣床，大型旋风车床，数控重型龙门铣和重型数控落地镗、数控车床、磨床、深孔钻床，以及大型钢板压制、酸洗、热处理和火焰切割机等。

　　世界性的金融危机，不可避免地会影响我们机床行业的发展。但是，商机仍在，我国重型机床的研制和生产已经取得了不小进步，只要我们能够抓住机遇，努力改进我们的不足之处，我国机床工业必将大有可为。

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