《國家(jiā)中長期科學和技術發(fā)展規劃綱要(2006-2020年)》明(míng)确(què)規定了“數控(kòng)機床與(yǔ)基礎制造(zào)裝備”科技重大專項要“重(zhòng)點開發航空航天、船舶、汽(qì)車制造、發(fā)電設(shè)備制造等需要(yào)的數控機床”,“逐步提(tí)高我國數(shù)控機床與(yǔ)基礎制造成(chéng)套裝備的自主開發能力,滿足國内主(zhǔ)要行業對制造裝備(bèi)的基本需求”。
專項實施方案提出:到2020年,形成數控機(jī)床與基礎制造裝備主要産(chǎn)品的自主開發能力,總體(tǐ)技術水(shuǐ)平進入先進行列,部分産品;建立起完整的功能部件研發和(hé)配套能力;形成以企業為主體、産學研相結合的技術創(chuàng)新體系;培(péi)養和建立一支高素質的研究開發(fā)隊伍;航空航天、船舶、汽車、發電設備制造所需要的數控(kòng)機床(chuáng)與基礎制(zhì)造裝備80%立足國内。
為了更準确全面(miàn)掌握行(háng)業發展情況,進一(yī)步了解重點用戶需求和機床行業的發展情況,為專項實施提供參考依據(jù),中國(guó)機床工具工(gōng)業協會接受國家發展與改革委員會工業司的委托(tuō),組織了30多名行業專家,于2008年6-7月,由機床工(gōng)具協會主要領導帶隊,分4個調研組對航空、船舶、汽車、發電設備和機床工具行業61家企業和院所(suǒ)進行了專項調(diào)研。通過深入(rù)行(háng)業用戶現場調研和交流,更加清楚地了解了這些用戶行業(yè)的發展情況(kuàng)、典型零件的特點(diǎn)以及對設備的需(xū)求情況(kuàng)。
航空(kōng)工業(yè)
航空工業典型(xíng)零件的結構特點是大量采用整體薄壁(bì)結構,形狀(zhuàng)複雜。為了增加航空器的機動性,增加有(yǒu)效載荷和航程,降低成本,進行輕量化設計(jì)和廣泛采用新型輕質材料,對材料性能要求越來越高(gāo)。現在大量采用鋁合金、高溫合金、钛合金、高強度鋼、複合(hé)材料、工程陶瓷等。結構複雜的薄壁件(jiàn)、蜂窩件形(xíng)狀複雜,孔、空穴、溝槽、加強筋等(děng)較多(duō),工藝剛性差。
根據航空工業(yè)加工件的結構特(tè)點和(hé)加工要求(qiú),需要帶A、B擺角或A、C擺角的五軸聯動加工中心、高速加工中心、大型雙龍門立式加工中心、大型數控龍門镗銑床、精密數控車(chē)床、大型數控精密立式車削中心、車銑複合加(jiā)工中心、葉盤加工中心、端面弧(hú)齒磨床、高速轉子(zǐ)葉尖磨床、緩進給強力磨床、拉床、相關電加工機床(chuáng)、激光熔覆加工機(jī)床、闆類件無模多點成形(xíng)壓力機、定(dìng)向單(dān)晶熔煉爐、電液束流設備等。要(yào)求機床具有足夠的剛性,操作簡單,人機界面清楚,要求樣條插補(NURBS),過程均勻控制,以減少對拐角處加工精度的影響(xiǎng),具有在線測量(liàng)仿真功能。
船舶工業
大型船舶的關鍵加工件集中在大功率柴油機(jī)的機座、機架、氣缸體、缸蓋、活塞杆、十字頭、連(lián)杆、曲軸,以(yǐ)及減速箱傳動(dòng)軸、舵軸和推進器(螺旋槳(jiǎng))等,關鍵加工件材(cái)質為特種合金鋼,一般為小批加(jiā)工,要求加工成品率100%。關鍵加(jiā)工件具(jù)有重量大(dà),形狀複(fú)雜、精度高,加工難(nán)度大等特點。大型船舶關鍵件加工需要具有大功率、大扭矩、高可靠性(xìng)以及多軸的重型(xíng)、超重型數控機床和加工機(jī)床,如(rú)重型、超重型數控龍門镗銑床,大型旋風車床,數(shù)控重型龍門銑和重型數控落地镗、數控車、磨床、深(shēn)孔鑽(zuàn)床,以及大型鋼闆壓制、酸洗(xǐ)、熱處理和火(huǒ)焰切割機等。其中(zhōng)重型、超重型曲軸和大型螺旋槳加(jiā)工具有典型性,需要超重型數控(kòng)專(zhuān)門機(jī)床、超重型(xíng)多軸聯動機床加工。
汽車工業
汽車發動機和車身沖壓(yā)件生産線具有連續、、高可靠性的特(tè)點,汽車行業迫(pò)切希望機床制造廠能專(zhuān)門研究汽車(chē)零部件的工藝特(tè)點、與汽車行業相互交流共同研發具有模塊化、系列化、可實現交鑰匙(shí)工程的成(chéng)套(tào)柔性生産線。
柔性生産線以(yǐ)汽車發動機缸(gāng)體、缸蓋、曲軸、連杆、凸輪軸、箱體等關鍵加(jiā)工件加工(gōng)為對象,适應混流生産的(de)模塊快速(sù)組合可重(zhòng)組(zǔ)生産線,掌握性能評價、誤差溯源、質量(liàng)控制與管(guǎn)理集成技術,開發高(gāo)速精密加工中心、精(jīng)镗機(jī)、缸孔精密磨機床、曲軸動平(píng)衡機、曲軸頸滾壓機床、連杆漲斷機床、曲軸(zhóu)内銑外銑機床、曲(qǔ)軸高速(sù)磨床等主機;高速取(qǔ)料機器(qì)人(rén)和輔助(zhù)設備如(rú)具有去毛刺功能的(de)清洗機、搬運機器人、激光(guāng)焊接機、缸套壓(yā)裝機、在線檢測設備等。要求數控機床如高速(sù)卧式加工中心、數控車床及數(shù)控磨(mó)床等必須精度(dù)穩(wěn)定、性能可靠,CMK值指标要求大于(yú)1.67。
電力工(gōng)業
發電設備關鍵加(jiā)工件重量大,形狀特(tè)殊、精度高、加工難度大、價格昂貴,單件價格遠超過一台重型數控機床的價格。如核電站壓力容器(qì)單件重(zhòng)達400~500噸,大型汽輪機和(hé)發電機的轉子單件重超過百(bǎi)噸,要求可靠工作30年以上。因此,發電設備關鍵件制造需要的機床特點是大規格、高剛度、高可靠性。要求提供各種超(chāo)重型數控機床及專機,如大型數控(kòng)立式車床、大型數控卧式車床、數控(kòng)落地銑镗床、龍門镗銑床及加工中心、數控鑽床等,以及大型壓制設備和數控(kòng)彎管機等。對于某些特定加工件,要求機床具備多軸控制五軸(zhóu)聯動及複合加工功能。