“專項(xiàng)素描 國家科技重大專項(xiàng)課題“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”中的數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床,加工精度誤差不超過0.02毫米,一次裝卡可完成大型船用低速柴油機(jī)組合曲軸的主軸頸、法蘭和曲拐頸的半精加工和精加工。
大型船用柴油機(jī)曲軸制造代表著一個(gè)國家造船工業(yè)的水平。目前,我國每年用于進(jìn)口曲軸的費(fèi)用高達(dá)上億美元,但高昂的價(jià)格還不是中國造船業(yè)最為頭疼的問題,最大問題是“一軸難求”。船等機(jī)、機(jī)等軸的被動(dòng)局面,導(dǎo)致我國造船業(yè)每年放棄幾百萬噸的造船訂單。
由齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司(以下簡稱齊重?cái)?shù)控)承擔(dān)并成功研制的“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)課題——數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床,重點(diǎn)攻克了“分體開合式數(shù)控旋風(fēng)切削刀架”這一關(guān)鍵技術(shù),使我國掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重型船用曲軸加工機(jī)床制造技術(shù),擺脫了之前大型船用曲軸嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面。
旋風(fēng)刀架技術(shù)攻堅(jiān) 整體布局方案成功
“重大突破 專項(xiàng)重點(diǎn)攻克了分體開合式數(shù)控旋風(fēng)切削刀架這一關(guān)鍵技術(shù)。刀架的成功研制解決了 U軸精密回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),徑向、縱向支撐,超大、超薄型精密分體旋風(fēng)刀盤的加工制造及新工藝和新材料等技術(shù)難題。
曲軸是船用柴油機(jī)關(guān)鍵部件,重量大、精度要求高、性能要求苛刻、制造工藝復(fù)雜,其所需的加工設(shè)備制造難度極大。
齊重?cái)?shù)控研制的這臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、全功能、高精度產(chǎn)品——2×CWT100×120/120L-MC數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床(一拖二)是由兩套車刀架與一套旋風(fēng)刀架復(fù)合組成一臺(tái)完整的一拖二機(jī)床。
該機(jī)床的主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平,其成功研制使我國掌握了大型船舶柴油機(jī)核心部件曲軸加工設(shè)備的設(shè)計(jì)方法,填補(bǔ)了我國在大型曲軸加工裝備領(lǐng)域的空白,使我國成為世界上繼德國、日本之后第三個(gè)能夠自主設(shè)計(jì)、自主制造曲軸加工設(shè)備的國家。
該機(jī)床在研制過程中提出了一種創(chuàng)新的整體布局方案,即將兩套車刀架與一套旋風(fēng)刀架復(fù)合組成一臺(tái)完整的一拖二機(jī)床,可在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)加工兩根大型曲軸的不同軸頸。這一方案的成功應(yīng)用可提高一倍工效,解決傳統(tǒng)的一臺(tái)機(jī)床配一套旋風(fēng)刀架所造成的旋風(fēng)刀架使用率不高,曲軸加工效率低的問題。
方案的關(guān)鍵技術(shù)“分體開合式數(shù)控旋風(fēng)切削刀架”的研究至關(guān)重要,其創(chuàng)新點(diǎn)在于,旋風(fēng)刀架采用內(nèi)、外齒圈與行星輪系組合的差動(dòng)進(jìn)給技術(shù)及刀具測量技術(shù)。
旋風(fēng)刀架是數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床的核心部件,具有自動(dòng)開合、自動(dòng)鎖緊,分體旋風(fēng)刀盤自動(dòng)定位、自動(dòng)拉刀及準(zhǔn)停功能,所有動(dòng)作和功能都融入數(shù)控系統(tǒng)。
刀架的成功研制解決了U軸精密回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),徑向、縱向支撐,超大、超薄型精密分體旋風(fēng)刀盤的加工制造及新工藝和新材料等技術(shù)難題。
產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān) 創(chuàng)新型人才隊(duì)伍建立
“應(yīng)用前景 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重型船用曲軸加工機(jī)床制造技術(shù),不僅滿足了國家重點(diǎn)發(fā)展的大型船舶柴油機(jī)核心部件曲軸的精加工設(shè)備需求,還帶動(dòng)了造船業(yè)、港口運(yùn)輸、鋼鐵等相關(guān)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床,設(shè)備龐大、內(nèi)容復(fù)雜、技術(shù)含量高,涉及到工藝技術(shù)、配套技術(shù)、裝備制造等多個(gè)領(lǐng)域,且為前沿技術(shù),研究設(shè)計(jì)任務(wù)量大,技術(shù)和組織管理工作任務(wù)繁重。
為此,重大專項(xiàng)在科技攻關(guān)、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用實(shí)踐等方面采取了產(chǎn)學(xué)研用的聯(lián)合攻關(guān)方式,以齊重?cái)?shù)控為責(zé)任主體,清華大學(xué)及哈爾濱工業(yè)大學(xué)為聯(lián)合研制單位。
在項(xiàng)目的研制過程中,齊重?cái)?shù)控營造和倡導(dǎo)了積極有序的競爭環(huán)境,在既寬松又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)研究氛圍下,提高了研究成員和研究團(tuán)隊(duì)積極向上的精神面貌和凝聚力。積極支持和選派項(xiàng)目核心研發(fā)人員參與機(jī)床制造技術(shù)領(lǐng)域的各項(xiàng)國際會(huì)議,廣泛地進(jìn)行技術(shù)交流,及時(shí)掌握了該領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài),有力推動(dòng)了項(xiàng)目的順利實(shí)施。
同時(shí),齊重?cái)?shù)控通過對數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機(jī)床進(jìn)行研究與開發(fā),培養(yǎng)了一批具有創(chuàng)新能力、經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)理論深厚的科研開發(fā)和產(chǎn)品制造的技術(shù)骨干,在責(zé)權(quán)利上實(shí)行有機(jī)的結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)了骨干人員的積極性與創(chuàng)造性。在技術(shù)骨干人員基礎(chǔ)上帶動(dòng)形成了包括設(shè)計(jì)、工藝、零部件加工、裝配與調(diào)試、項(xiàng)目管理等有經(jīng)驗(yàn)的人才團(tuán)隊(duì),形成了一支具有很強(qiáng)實(shí)力和發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀團(tuán)隊(duì)。
通過產(chǎn)學(xué)研用的聯(lián)合攻關(guān),目前,“一拖二”復(fù)合銑床的技術(shù)能力已達(dá)到國外產(chǎn)品的水平,且價(jià)格低于國外同類產(chǎn)品。產(chǎn)品不但滿足了曲軸零件加工的基本要求,而且實(shí)現(xiàn)了高效的加工效率和可靠性,整機(jī)達(dá)到了世界一流水平,為我國造船業(yè)的長期持續(xù)發(fā)展提供了有力的裝備保障,促進(jìn)了我國機(jī)床行業(yè)研發(fā)能力的提升。