《國家中長期科學和技術(shù)發展規劃綱要(2006-2020年)》明确規定了“數控機床與(yǔ)基礎(chǔ)制造(zào)裝備”科技重大專項(xiàng)要“重點開發航空航(háng)天、船(chuán)舶、汽車制造、發電設(shè)備(bèi)制造等需要的數控機床”,“逐步提高(gāo)我國數控機床與基礎(chǔ)制造成套裝備的自(zì)主開發能(néng)力,滿足國内主要行業對制造裝備的基(jī)本需求”。
專項實施方案提出:到(dào)2020年,形成數控機(jī)床與(yǔ)基礎(chǔ)制造裝備主要(yào)産品的自(zì)主開發能力,總體(tǐ)技術水平進入先進行列,部分産品;建立起完整的(de)功(gōng)能部件研發和配(pèi)套能力;形成以企業為(wéi)主體、産學研相結合的技術創(chuàng)新體系;培養和建(jiàn)立一支高素(sù)質的研究開發隊伍;航空(kōng)航天、船舶、汽車、發電設備制造所(suǒ)需(xū)要的數控機床(chuáng)與基礎制造裝(zhuāng)備80%立足國内。
為了更準确全面掌握行業發展情況(kuàng),進一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(yī)據,中國機(jī)床工具工業協會(huì)接受國家發展與改革委員會工業司的委托,組織(zhī)了(le)30多名行業專(zhuān)家,于2008年6-7月,由機床工具協會主要領導帶隊,分4個調研組對航空、船(chuán)舶、汽車、發電設備(bèi)和機床工具行業61家企業和(hé)院所進行(háng)了專項調研。通過深入行業用戶現場調研和交流,更加(jiā)清楚地了解了這些用戶(hù)行業的發展情況、典型零件的特點以及對設備的需求情況(kuàng)。
航空工業
航空工業典型零件的結構特點是大量采用整體薄壁結構,形狀(zhuàng)複(fú)雜。為了增加航空器的機動性,增加有效載(zǎi)荷和航程,降低成本,進(jìn)行輕量(liàng)化設計和廣泛采用新型(xíng)輕質材料,對材料性能要(yào)求越來越高。現在大(dà)量采用鋁合金、高(gāo)溫(wēn)合金、钛合(hé)金、高強度鋼、複合材料、工(gōng)程陶瓷等。結構複雜的薄(báo)壁件、蜂窩件形狀複雜,孔、空穴、溝(gōu)槽、加強(qiáng)筋等較多(duō),工藝剛性差。
根據航(háng)空工業加工件的結構特點和(hé)加工要求,需要帶A、B擺角或A、C擺角的五軸聯動加工(gōng)中心、高速加工中(zhōng)心、大型雙龍門立式加工(gōng)中心、大型數控(kòng)龍門镗(táng)銑床、精密數控車(chē)床、大型數控精密立式車削中(zhōng)心、車銑複合加(jiā)工中心、葉盤加工中心、端面弧齒磨床、高速轉子葉尖磨(mó)床、緩進給強力磨床、拉床、相關電加工機床、激光熔(róng)覆加工機床、闆類件(jiàn)無模多點成(chéng)形壓力機、定向單(dān)晶熔煉爐、電液束流設備等。要求機床具有足夠的剛性(xìng),操作簡單,人機界面(miàn)清楚,要求樣條插補(NURBS),過程均(jun1)勻控制,以減(jiǎn)少對(duì)拐角處加工精(jīng)度的影響,具有在線測量仿真功能(néng)。
船舶(bó)工業
大型船舶(bó)的關鍵加工件(jiàn)集中在大功率柴油機的機座(zuò)、機架、氣(qì)缸體、缸蓋、活塞杆、十字頭、連杆、曲軸,以及減速箱傳動軸、舵軸和(hé)推進器(螺旋槳)等,關鍵加工件材質為特(tè)種合金鋼,一般為小批加工,要求加工(gōng)成品率100%。關鍵加工件具有重量(liàng)大,形狀複雜、精度高,加工難(nán)度大等(děng)特點。大型船舶關(guān)鍵件加工需要(yào)具(jù)有大功率、大扭矩、高可靠性以及多(duō)軸的重型、超重型數控機床和加工機床,如(rú)重型、超重型數控龍門镗銑床,大型旋風車床(chuáng),數控重型龍門銑和重型數控落地镗、數控車、磨床、深孔鑽床,以及大型(xíng)鋼闆壓(yā)制、酸洗、熱(rè)處理和(hé)火焰切割機等。其中重型、超重型曲軸和(hé)大型螺旋槳加工具有典型性,需要超重型數控專門機床、超重型多軸聯動機床加工。
汽車(chē)工業
汽車發動機和車(chē)身沖壓(yā)件生産線具有連續、、高可(kě)靠性的特點,汽車行業迫切希望機(jī)床制造廠能專門研究(jiū)汽車零部件的工藝特點、與汽車行業(yè)相互交(jiāo)流共同研發具有模塊化、系列化、可實現交鑰匙工程(chéng)的成(chéng)套柔性生産線。
柔性生産線以汽車發動機缸體、缸(gāng)蓋、曲(qǔ)軸、連杆、凸輪軸、箱體等關鍵加(jiā)工件加工為對象,适應混流生(shēng)産的(de)模塊快速組合可重組生産線,掌握性能評價、誤差溯源(yuán)、質量控制與管理集成技術,開發高速精(jīng)密加工中心、精镗機、缸孔精密磨機床、曲軸動平衡機、曲軸頸滾壓機床、連杆漲斷(duàn)機床、曲(qǔ)軸内銑外銑機床(chuáng)、曲軸高速磨床等主機;高速取料機(jī)器人和輔助設備如具有去毛(máo)刺功能的清洗機、搬運機器(qì)人、激(jī)光焊接機、缸套壓裝機、在線檢測(cè)設備等。要求數控機床如高速卧式加工中心、數控車床(chuáng)及數控磨床等必(bì)須精度穩定、性能可靠,CMK值指(zhǐ)标要求大于1.67。
電力工業
發電設備關鍵加工件重量大,形狀特殊、精度高、加(jiā)工難度大、價格昂貴,單(dān)件價(jià)格遠超過一台重型(xíng)數控機床的價格(gé)。如核電站壓力容(róng)器單件重達400~500噸,大型汽(qì)輪機和發電機的轉子單件重超(chāo)過百噸,要求可靠工(gōng)作30年以上。因此,發電設備關鍵件制造需要的(de)機床特點(diǎn)是大規格、高剛度(dù)、高可靠性。要求提供各(gè)種超重型數控機床及專機,如大型數控立式車床、大型數控卧式車床、數控落地銑镗床、龍門镗銑床及加工中心、數控鑽床(chuáng)等,以及大型壓制設備和數(shù)控彎管機等。對于某(mǒu)些特定加(jiā)工件,要(yào)求機床具備多軸(zhóu)控制五軸聯動及複合加工功能。