核心提示：機床行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，航空航天、船舶、汽車制造、發(fā)電設(shè)備等重要領(lǐng)域?qū)C床的高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性等方面的要求催生我國機床工具向高端邁進，但我國航空航天、汽車等領(lǐng)域機床設(shè)備主要依靠進口的現(xiàn)狀為業(yè)內(nèi)人士所詬病。“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項（以下簡稱“04專項”）自實施以來，在多個“高、精、尖”課題上取得了突破，其研發(fā)成果為我國重大領(lǐng)域機床國產(chǎn)化鋪就了一條堅實的道路。

       進駐航空航天

       一直以來，航空航天領(lǐng)域作為高精尖科技的代表，對機床工具設(shè)備的要求精益求精，但航空航天領(lǐng)域五軸機床以上主要依賴進口。近期，沈陽機床（集團）有限責(zé)任公司（以下簡稱“沈陽機床”）04專項成果五軸聯(lián)動臥式加工中心產(chǎn)品通過其用戶單位——成都飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司（以下簡稱“成飛”）驗收，該產(chǎn)品核心功能部件精密擺頭、精密回轉(zhuǎn)工作臺等均自行設(shè)計制造，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，該成績的取得極大地鼓舞了國產(chǎn)機床企業(yè)。

       五軸聯(lián)動臥式加工中心是沈陽機床承擔(dān)的04專項之一，五軸聯(lián)動加工中心在成都飛機制造企業(yè)等航空航天重點領(lǐng)域的初步應(yīng)用，標(biāo)志著國產(chǎn)高檔數(shù)控機床開始服務(wù)國內(nèi)重點領(lǐng)域。“重大專項的實施，首次將沈陽機床與成飛緊密地聯(lián)系在一起，一方面成飛將現(xiàn)場加工工藝的要求及改進信息提供給沈陽機床，另一方面沈陽機床根據(jù)成飛提供的信息，深入了解用戶需求，明確主攻方向，多次修正，反復(fù)試驗，最終達到雙方約定的目標(biāo)。通過雙方的共同努力，切削S試件的方法已被工信部采納，并作為驗證五軸聯(lián)動加工中心加工精度的方法，在全行業(yè)內(nèi)推廣，填補了國內(nèi)沒有驗證五軸聯(lián)動加工中心加工精度方法的空白。”談到與成飛的合作，參與了2009ZX04001-041用于鈦合金航空結(jié)構(gòu)件加工的五軸聯(lián)動加工中心、2009ZX04001-043帶AB軸的高速五軸聯(lián)動加工中心、2013ZX04001-101運載火箭箭體結(jié)構(gòu)制造關(guān)鍵成套裝備與工藝、2014ZX04014-031五軸聯(lián)動數(shù)控機床精度測評技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)等重大專項的設(shè)計與研發(fā)工作的沈陽機床五軸數(shù)控機床設(shè)計主管劉峰自豪地說。目前，在04專項的支持下，中航工業(yè)旗下多家航空制造企業(yè)與沈陽機床簽訂購買五軸聯(lián)動加工中心合同，采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及功能部件的數(shù)控機床。雙方期待，通過應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控機床，在國內(nèi)同行業(yè)起到應(yīng)用示范作用，進一步推動國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在國內(nèi)重點領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　發(fā)力汽車制造

       今年6月5-6日，濟南二機床集團承擔(dān)的04專項——“大型伺服壓力機”項目在大連同時通過驗收和鑒定。此項目依托為奇瑞汽車大連工廠提供的國內(nèi)首臺25000千牛大型伺服壓力機，打破了日、德等國外高端市場的壟斷，標(biāo)志著國產(chǎn)汽車沖壓技術(shù)與國際最新技術(shù)實現(xiàn)了全面接軌和同步發(fā)展。

       沖壓是汽車制造的首道工藝?，F(xiàn)代汽車制造技術(shù)迅速發(fā)展，新型材料、復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用，對沖壓裝備的柔性化和智能化要求越來越高。大型伺服沖壓技術(shù)完全突破了傳統(tǒng)機械壓力機概念，采用伺服馬達驅(qū)動技術(shù)，取消了飛輪、離合器、制動器，由伺服電機直接提供沖壓能量，在沖壓過程中可根據(jù)不同材料、不同工藝要求，實現(xiàn)運行速度和成形力的無級調(diào)節(jié)，具有高質(zhì)量、高效率、節(jié)能環(huán)保等特點。

　　加碼造船工業(yè)

       大型船用柴油機曲軸制造代表著一個國家造船工業(yè)的水平。目前，我國每年用于進口曲軸的費用高達上億美元，但高昂的價格還不是中國造船業(yè)最為頭疼的問題，最大的問題是“一軸難求”。船等機、機等軸的被動局面，導(dǎo)致我國造船業(yè)每年放棄幾百萬噸的造船訂單。

       曲軸是船用柴油機關(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。由齊重數(shù)控裝備股份有限公司（以下簡稱“齊重數(shù)控”）承擔(dān)并成功研制的04專項課題——數(shù)控重型曲軸銑車復(fù)合加工機床，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組合曲軸的主軸頸、法蘭和曲拐頸的半精加工和精加工。該機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)合組成一臺完整的“一拖二”機床，可在一臺機床上同時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)的一臺機床配一套旋風(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。重點攻克了“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產(chǎn)權(quán)的重型船用曲軸加工機床制造技術(shù)，擺脫了之前大型船用曲軸嚴(yán)重依賴進口的局面。

　　增彩電力能源

       中國兵器工業(yè)集團下屬武漢重型機床集團有限公司承擔(dān)的04專項“用于超臨界核電半速轉(zhuǎn)子加工的超重型數(shù)控臥式鏜車床”項目通過了技術(shù)終驗收。

       研發(fā)過程中，取得了超重型數(shù)控臥式多功能復(fù)合加工機床總體方案技術(shù)、超重型高精度靜壓托主軸箱技術(shù)、超長床身制造工藝新技術(shù)、雙工作組三通道控制技術(shù)、鏜桿進給多軸同步技術(shù)等五項關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。此專項的成功研制打破了日、韓超臨界核電半速轉(zhuǎn)子對我國的壟斷和鉗制，實現(xiàn)核電半速轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化。

       項目研制的超重型數(shù)控臥式鏜車床，是超臨界核電半速轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化的核心加工裝備，解決了國內(nèi)大型核電站1100兆瓦超臨界核電半速轉(zhuǎn)子加工的難題，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)了我國超臨界核電半速轉(zhuǎn)子的國產(chǎn)化制造，使我國進入了超臨界核電半速轉(zhuǎn)子加工制造的先進行列。

       直擊問題之所在

       “我國機床工業(yè)的發(fā)展是建立在模仿原蘇聯(lián)發(fā)展模式之上的，在計劃經(jīng)濟和市場長期對機床產(chǎn)品供不應(yīng)求的作用下，機床工具企業(yè)形成了生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品，用戶用什么裝備的經(jīng)營理念。”工信部裝備工業(yè)司機械處處長王建宇坦言，我國機床產(chǎn)品的研發(fā)脫離用戶的實際需求，加之缺乏完善的機床產(chǎn)品考核檢測驗證制度，把用戶作為新產(chǎn)品的試驗場，國產(chǎn)機床質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性差強人意，難以滿足廣大用戶的生產(chǎn)要求。因此，在制定專項課題研究內(nèi)容與考核指標(biāo)時，既要體現(xiàn)專項高精尖、先進性的要求，又要考慮專項研究成果能夠產(chǎn)業(yè)化，并在實際生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有作用，加快扭轉(zhuǎn)用戶對國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的固有認(rèn)識，加強課題成果考核驗證是督促項目單位認(rèn)真完成任務(wù)的必要手段，對主機類產(chǎn)品成果提出不少于1年實際使用期的考核標(biāo)準(zhǔn)。

       另外，我國在數(shù)控機床設(shè)計制造的基礎(chǔ)性技術(shù)方面，缺乏進行機床設(shè)計制造和工藝實驗研究的環(huán)境；在數(shù)控機床的核心技術(shù)方面，國內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品多數(shù)是對國外先進產(chǎn)品的模仿，對引進技術(shù)的消化吸收能力較差，因此在核心技術(shù)方面專利很少，未能掌握原始性的核心技術(shù)。我國機床行業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)與國際先進水平的差距，造成行業(yè)的自主創(chuàng)新能力差，從而影響了04專項的實施績效。

　　關(guān)鍵技術(shù)助力產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化

       重大專項自實施以來，有效地推動了國產(chǎn)數(shù)控機床走向高端。在專項資金的支持下，我國數(shù)控機床關(guān)鍵技術(shù)在研發(fā)上取得了突破，數(shù)控機床企業(yè)應(yīng)充分利用好國家的有利政策，以產(chǎn)品質(zhì)量作為發(fā)展的根本，以技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)品的升級。在國家重大專項的帶動下，通過整合科技資源，組織“產(chǎn)、學(xué)、研、用”合作，加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，開展了一系列重大關(guān)鍵技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)和集成創(chuàng)新，在取得了一批重大科技與產(chǎn)業(yè)化成果的同時，推動了企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升。重大專項與機床行業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，業(yè)已成為未來產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的主要助推器和重要手段。

       “沈陽機床已經(jīng)掌握了整機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法、整機及關(guān)鍵部件動態(tài)性能評價方法、關(guān)鍵部件高剛度、輕量化設(shè)計與制造技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)、伺服參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、誤差補償技術(shù)、高速直線進給技術(shù)以及五軸聯(lián)動數(shù)控機床運動學(xué)優(yōu)化設(shè)計方法等關(guān)鍵技術(shù)，并在中高檔數(shù)控機床逐步應(yīng)用，有效地提升了產(chǎn)品質(zhì)量和機床的動靜態(tài)特性。”劉峰向記者介紹道，這些關(guān)鍵技術(shù)，已在高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化方面起到積極作用，如2009ZX04001-041用于鈦合金航空結(jié)構(gòu)件加工的五軸聯(lián)動加工中心，課題中形成的高檔數(shù)控機床虛擬樣機設(shè)計、整機及關(guān)鍵部件動態(tài)性能評價方法、五軸聯(lián)動誤差補償技術(shù)有效地推動了龍門系列、立式系列和橋式系列五軸加工中心的產(chǎn)業(yè)化，服務(wù)于國家重點企業(yè)，如成飛（集團）、江西洪都集團、昌河飛機（集團）有限責(zé)任公司、沈陽飛機（集團）有限責(zé)任公司。

　　精于探索，加強技能隊伍建設(shè)

       隨著專項的實施，人才的重要性越來越凸顯，人才隊伍建設(shè)對于技術(shù)創(chuàng)新能力的提高起著至關(guān)重要的作用。企業(yè)要加快實現(xiàn)由生產(chǎn)主導(dǎo)型人才結(jié)構(gòu)向創(chuàng)新主導(dǎo)型的轉(zhuǎn)變，“重大專項課題對技能人員的技術(shù)水平要求很高，要求處于國際領(lǐng)先水平，需要參與工作的技術(shù)人員具有扎實的理論、實踐經(jīng)驗和認(rèn)真專研的精神。”劉峰告訴記者，重大專項的研發(fā)與實施過程，為培養(yǎng)青年科技人員提供了良好的機會和條件，培養(yǎng)了一批骨干科研隊伍，特別是中青年技術(shù)骨干。他們在實際科研活動中，得到進一步的鍛煉，對科研工作的理論與實際相結(jié)合的重要意義有了深刻的認(rèn)識，增強了科技人員的信任感、歸屬感、使命感和成就感，有效地改善了科技人才結(jié)構(gòu)，為機床事業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了人才保證。

       重大專項自2009年成立以來至今已有五年的時間，使我國數(shù)控機床在很多領(lǐng)域均取得了重要突破，對整個機床行業(yè)、企業(yè)、用戶及技能人才的培養(yǎng)均起到了促進作用，但我國國產(chǎn)機床高端化還有一段很長的路要走，還需做更多的努力來迎合日益增長的社會需求。

　　鏈接

       回眸04專項重大事件

       ※04專項通過國務(wù)院常務(wù)會議審議

       2008年12月24日，國務(wù)院常務(wù)會議審議并原則通過04專項實施方案。會議認(rèn)為，實施04專項，對于提升我國數(shù)控機床和基礎(chǔ)制造裝備產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力，帶動裝備制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擴大內(nèi)需，具有重要意義。專項的實施方案經(jīng)過科學(xué)、民主、嚴(yán)格論證，已基本成熟，具備啟動實施的條件。有關(guān)部門要根據(jù)會議提出的意見進一步完善方案，抓緊組織實施。工信部將根據(jù)會議精神，盡快會同專項領(lǐng)導(dǎo)小組其他部門，組織召開專項實施管理辦公室（籌）會議，討論研究專項的組織機構(gòu)、管理辦法和實施計劃，為召開專項領(lǐng)導(dǎo)小組會議做好準(zhǔn)備。

　　※首臺標(biāo)志性產(chǎn)品XKA28105×300數(shù)控龍門銑床的交付使用

       2010年9月29日，北京第一機床廠在用戶單位哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司三分廠舉行了04專項首臺機床標(biāo)志性產(chǎn)品XKA28105×300數(shù)控龍門銑床的交付儀式。這臺重型橋式龍門五軸車銑復(fù)合機床，龍門跨度10.5米，最大加工高度7.5米，主軸功率105千瓦，配有大功率大扭矩A/C機械式傳動擺角銑頭，可實現(xiàn)五坐標(biāo)聯(lián)動加工，配有直徑9.5米的車銑雙速數(shù)控轉(zhuǎn)臺，承重300噸，是目前我國龍門通過寬度最大的超重型數(shù)控龍門移動式動梁五軸聯(lián)動車銑復(fù)合車床。

　※“用于鈦合金航空結(jié)構(gòu)件加工的五軸聯(lián)動加工中心”課題通過驗收

       2012年10月12日，由中捷機床有限公司牽頭承擔(dān)的“用于鈦合金航空結(jié)構(gòu)件加工的五軸聯(lián)動加工中心”課題在成都成飛集團公司用戶現(xiàn)場通過了驗收。該課題研制的立式五軸聯(lián)動加工中心，系國內(nèi)機床工具行業(yè)企業(yè)研制的第一臺通過航空行業(yè)“S試件”檢測的五軸聯(lián)動加工機床。該機床的研制成功，對于提升我國高檔數(shù)控機床研制能力，打破國外對航空領(lǐng)域制造裝備的壟斷具有典型的示范意義。

　　※DL250 臥式鏜車床通過專家鑒定成中國機床標(biāo)桿

       2013年6月，武重制造的臥式鏜車床DL250通過國家專家組鑒定，成為我國“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項”十大標(biāo)志性設(shè)備之一。“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備重大專項”是國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃中確定的16個國家科技重大專項之一，DL250是用于核電設(shè)備加工的機床。核電是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，超臨界核電半速轉(zhuǎn)子是核電站發(fā)電機組的核心部件，加工此零件需承重500噸且有車、銑、磨等功能的復(fù)合加工機床。在DL250問世前，國內(nèi)尚無此類機床，而國外機床最大承重只有400噸。

　　※“立式銑車復(fù)合加工中心”課題通過驗收

       2014年1月12日，由陜西秦川機床工具集團有限公司牽頭承擔(dān)的“立式銑車復(fù)合加工中心”課題在用戶現(xiàn)場西安三航動力科技有限公司通過了驗收。經(jīng)國家機床質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，課題研發(fā)產(chǎn)品的幾何精度、位置精度、工作精度等指標(biāo)都達到任務(wù)合同書的要求，機床MTBF超過900小時。用戶表示，VMT80立式銑車復(fù)合加工中心使用效果可與國外同類機床相媲美，能夠替代進口，實現(xiàn)整體葉盤類航空發(fā)動機復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控車銑復(fù)合加工。機床的成功研制及投入使用，可為我國航空發(fā)動機機匣、整體葉盤、鼓風(fēng)機葉輪、葉片等復(fù)雜曲面零件加工提供裝備。

　　※“大型伺服壓力機”通過驗收

       2014年6月5-6日，濟南二機床集團承擔(dān)的“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項——“大型伺服壓力機”項目在大連同時通過驗收和鑒定。該項目實現(xiàn)了國產(chǎn)沖壓技術(shù)的新突破，對打破國外高端市場壟斷、推動國產(chǎn)汽車工業(yè)裝備自主化具有重要意義。該產(chǎn)品提供了安全、可靠、靈活的生產(chǎn)解決方案，滿足了現(xiàn)場兩條全自動沖壓生產(chǎn)線和多工位壓力機多種工藝曲線模具的試模需要。

　　※國內(nèi)一批機床工具04專項成果通過驗收

       2014年8月下旬，按照04專項辦工作安排，西安、昆明和無錫等地分別召開了04專項課題驗收會議。驗收會在課題主要用戶單位舉行，由04專項辦組織技術(shù)和財務(wù)專家按專項有關(guān)文件要求進行驗收。科技部、工信部及省市工信委有關(guān)人員等參加會議。其中，西安：“鈦合金、高溫合金加工用高效可轉(zhuǎn)位刀具系列及超硬刀具”課題；昆明：“高檔數(shù)控機床數(shù)字化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)與工具集研發(fā)及典型產(chǎn)品應(yīng)用”課題；無錫：“電控共軌柴油機噴射系統(tǒng)制造技術(shù)與關(guān)鍵裝備研發(fā)及應(yīng)用”課題。