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中国重型卷板机床行业自主创新能力的提高

发布日期:2011-09-16 09:54:53 来源: 浏览:
中国机床网|傲立网()2011年09月16日讯 在CIMT2011上,重型品中,众多是国家重大专项攻关项目成果或是重大专项成果提名项目。其中采用了一批曾制约中国发展的主要技术瓶颈和具有前瞻性的高速、高精、复合加工等高端技术,充分说明中国重型在掌握先进技术上取得突破。展会上的新品代表了中国重型的最新技术水平和研发方向。自主创新能力的提高在CIMT2011上得到充分的展示。

中国重型行业自主创新能力迅速提高

随着高档成为巿场需求主流以及用户行业技术水平的提升、产品规格不断扩大、加工精度、难度不断提高,要求加工性能更趋于大规格的高精、高速、复合化、智能化的方向发展。

随着制造企业近年来技术改造、基建投资、新产品开发,企业创新能力得到迅速提高,在开发能力、技术水平以及工艺手段上都为承接重大工程项目、满足巿场需求打下坚实基础,也为自主创新积攒了经验和人才。

大型、重型类产品迅速崛起

本届参展的展品中,大型、重型类所占比例最多,一是巿场需求量增多,二是制造企业在原有重型结构基础上,经过模块化组合更容易扩展功能,实现一机多能要求。如:在基础上扩展成立式车、立式车铣、立式车、立式车铣磨及淬火复合等。这些复合配备自动换刀系统,实现过渡,满足了工件加工的自动化,完成一次装卡多工序加工任务。

大连科德参展的KDL-1250FH-RAM十三轴五联动双车铣立式铣车、渖阳集团的VTM350140lg立式车铣磨、HTM40100h车铣、大连集团的CHD20/1000车铣、齐重数控的HD-FVTG350X6/32L-NC高档数控双柱定梁立式车、武汉重型集团公司的WHGS7000曲轴车铣、安阳鑫盛有限公司的CX8075车铣、山东普利森集团公司的 CMK6180X4000数控车等,都是在基础上,采用了多种先进技术并得到合理处理所开发出的新产品。

KDL-1250FH-RAM为双车铣直驱动精密联动立式车铣,工作台回转直径Φ2000mm,最大加工高度1400mm,快速移动48000mm/min,定位精度0.006mm/1000mm,重复定位精度0.003mm/1000mm,回转定位精度≦0.5",摆头最高转速12000r/min,侧刀架转速8000r/min。完美融合重心驱动技术与双驱动技术,B轴刀架(第一车铣)和W轴刀架(第二车铣)以及C 轴回转工作台采用直接驱动技术,各轴丝杠为中空冷却或螺母冷却,W轴刀架可安装径向车刀和各种形式的角度头,可实现1000mm深孔内壁的车铣钻复合加工。是航空、航天、能源、军工、汽车、深海设备加工大型箱体零件的优选设备。

渖阳集团参展的VTM350140lg立式车铣磨及淬火,是由渖阳集团与 SCHIESS公司联合开发设计的立式车铣。VTM350140lg立式车铣磨及淬火总体采用移动双立柱,横梁升降式结构,加工精度高,稳定性好可承受较高载荷。主驱动电机采用大功率双驱动电机控制。可实现 C 轴在铣削状态自动通过双电机消隙功能。工作台及工件载荷采用静压轴承支撑,承载能力大、磨损小、回转精度高和寿命长。

大连集团参展的CHD20/1000车铣,X/Y轴快速移动达到50m/min,Z轴快速进给最高速达到80m/min,快速加速度1.2g以上,动力刀架最高转速20000r/min。该是自主研发的车铣,适用于军工、航空、航天等行业的形状复杂、精度高的零件加工。

数控立式复合是近年来兴起并发展迅速的一种品种,主要是针对大型圆柱、圆锥类零件不能一次装卡在卧式上完成磨削加工的难题而专门开发的。

齐重数控的高精双柱数控定梁车最大回转直径Φ3500mm,工作台径跳、端跳0.005mm、磨头径跳、端跳0.002mm。适合风电、军工、航空、汽车、船舶企业的轴类零件的精车、精磨加工。本产品具备车磨同时可完成自动检测功能。

在基础上经过合理配置,可以扩展成龙门移动、工作台移动(前后)、工作台交换等型式,配置上自动交换系统和工件在线测量功能可形成柔性加工单元类产品。该类产品已有国内多家制造厂家创新开发,多次在展会上亮相。

武重参展的WHGS7000曲轴车铣,是在基础上增加了数控分度控制功能,增加了可多轴控制的铣头功能。加工直径1100mm,加工长度7750mm,车旋转速度35-900r/min,最大扭矩9100Nm,最小分辩率0.001°;铣:转速35-6000r/min,NC分辩率0.001°;数量90把,任意选刀,X、Y轴进给速度0-5000mm/min快速移动15000mm/min,Z轴进给速度0-5000mm/min,快速移动20000mm/min;可实现五轴联动。回转轴和直线轴均采用高精度无间隙驱动,并采用德国HEIDENHAIN高精度光栅作为位置的检测元件,对回转轴进行闭环控制。该复合加工性能高,具有出色的切削能力和高速加工能力。适合船舶、发电机、印刷机、航天、航空、重型汽车等装备制造业,例如:船舶中低速重载柴油机的曲轴,电机转子、轮轴等技术要求高的需多工序加工的零件,一次装卡完成多工序复合加工。

大型、重型是近年来国内外各企业力推的新作,其代表产品为数控刨台卧式铣扩展形成的,也是本届展会的展示热点之一。国内展品主要有大连、江苏新瑞多棱、青海华鼎重型、渖阳集团等厂家展出的工作台可实现纵向、横向、回转运动的卧式铣镗。有的可以实现工作台交换,组成柔性加工单元和多台单元组成的柔性加工系统。

国外与境外的意大利PAMA、捷克FERMAT和TOS(含中国昆明TOS子公司)、日本昌辅精机、东芝、韩国现代威亚、台湾远东机械(FEMCD)和MICROCUT等多家制造商也参展了多台卧式大型、重型展品。

重型数控龙门镗、落地式铣趋向成熟

数控龙门镗由于其加工工艺先进、扩展功能条件优越等优点得到国内外用户行业的广泛认可和喜爱。近年来,国内重型行业对该类开发出多种系列产品,如加工宽度达10.5米的超重型龙门镗、加工长度可达70米的双龙门移动超重型龙门镗、配备回转工作台具有车削功能的超重型龙门镗、高架式高速移动龙门镗、工作台可交换式的等等。国内生产龙门式镗产品的厂家越来越多,技术水平越来越高,快速移动、高精加工、五轴联动已在龙门类镗产品上得到广泛应用。在本届展会上,重型龙门镗以其规格第一的显赫地位吸引着广大观众流连忘返地参观拍照。一些厂家展出了企业历史最大规格的数控龙门镗展品,如大连集团参展了加工宽度4米的XK2140-120数控龙门镗、华东数控参展了加工宽度4.5米的数控龙门式车铣,都是展会规格最大重型。

四川长征集团公司参展了“高档与基础制造装备”科技重大专项高速龙门五轴。快速移动40000mm/min,最高转速24000r/min,该全部采用国产功能部件。

济南二的XHSV2525X60高架式五轴联动、宁波海天精工的HTM-30GLE横梁升降系列龙门五面、日发数控参展的工作台宽度3000mm,长度16000mm的RFMP16035M龙门镗铣。参展的重型龙门式镗和都具有一定先进技术水平,也是中国同类产品中的杰出代表。

在本届展会上,重型数控类展品大放异彩,吸引了参展观众的特别注意,其特点是,普遍注重外观的改善。如:渖阳集团展出的FBC200r落地铣镗,外观颜色在满足视觉享受的同时加强人性化设计及安全防护设施,注重品牌形象的树立,外观及造型给人耳目一新的感觉。

齐二出的TH6920A落地铣镗摒弃了传统的钢,采用缩板式,提高了防护的安全性和运行的稳定性。其立柱及走台的表面弧形设计是其最大亮点,改变了人们以往对重型外形过于“机械”的印象。

该应用了多项新技术:闭式静压技术、Y轴采用了丝母旋转丝杠固定技术减少转动惯量,提高Y轴定位精度。采用轴套内冷却循环及油气润滑技术,保证高速运转无发热,镗杆滑枕伸出时采用全数字式电液比例减压阀完成三项精度补偿。齐二已经完成世界规格最大的镗杆直径Φ320mm开发和试制任务。

北京一是第一次参展落地式铣类产品,型号为BHBM200的落地式铣,镗杆直径Φ200mm,最高转速可达2500r/min,各轴的快速移动均在15000mm/min以上。目前这在国内同类产品中处于领先地位。该产品升降走台采用电机与大导程丝杠驱动,使其运行平稳、安全可靠, 改变升降走台的传统驱动方式。

昆明公司参展的TKS6916 镗杆直径Φ160mm数控落地式铣,是昆机重型数控落地式铣的最新升级换代产品,该产品在原基型产品上进行了结构优化设计,采用了新的结构和技术,使之刚性更好、可靠性更高、性能更优。

主机功能复合性不断扩大以及主机种类不断扩展,为直线电机、双驱动传动、在线自动测量、热变形补偿、重心位移变形补偿以及多功能铣头等先进技术应用提供了有利条件和实用性考验。

功能部件的高性能化也为主机性能提升起到了至关重要的作用。本届展会上,渖阳集团FBC200r所配瑞士HORMA增速头,最高转数可达5000r/min,加工工件的精度及光洁度大大提高。齐二所配自制直角铣头和万能角铣头外形美观,铸件表面采用喷丸处理,在保证性能稳定的同时,做到与主机协调一致,为主机的性能和外观锦上添花。济南二获得国家科技重大专项成果奖的VXD40式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头,功率40kW和SVX60A机械式A/C双摆角数控万能铣头,主电机功率60kW。两坐标铣头扩大了主机使用功能,实现了重型大功率五轴联动加工。

高速、高精、五轴联动已成为数控龙门式镗和落地式铣的特点,更有些具备了机械运动变形补偿、温度变形控制及补偿功能、智能故障诊断、智能防撞、智能信息识别等高新技术并得到较为广泛的应用。中国重型行业自主创新能力的提高在数控龙门式镗和落地式铣类产品上得到充分证明。

大型数控越做越精

中国大型、重型数控在巿场需求培育下发展很快,本次展会上展出了多台大型、重型数控。许多数控采用了力矩电机直接驱动,加工精度明显提高,实施绿色环保高速干式切削,在线测量和精度判别,并采用自动补偿等先进技术。如齐重数控的YL31600L-NC高精度数控立式、重庆集团的Y31320CNC6数控和Y4232CNC5五轴数控、南京二的YW5120CNC高速万能数控、湖南中大创远数控装备公司的YK2260全数控螺旋锥齿轮和YK2060全数控螺旋锥齿轮等大型,秦川的QJK002锥齿轮其规格、加工技术、加工零件技术等级都有较大提高。

锥齿轮应用广泛,是石油、矿山、军工、汽车等行业装备中传动装置的关键部件。秦川的QJK002锥齿轮其加工直径为Φ2500mm大型锥齿轮,采用创新铣削工艺技术,不仅能实现Gleason制弧齿锥齿轮的铣削加工,还能够铣削Klingelnberg制延伸外摆线齿线锥齿轮。该项目的研制彻底摆脱了大型重载园锥齿轮副长期依靠进口的局面,促进了中国船舶、石油、冶金、化工、矿山行业的快速发展。

大型专用加工量体裁衣式设计,最受用户行业欢迎

本次展会展出了多台特性化专用大型加工设备,这些设备是根据用户加工特点而量身定制的新产品,更适应用户要求。这类产品一般具备自动加工、自动检测、高效率和高精度的特点。如:数控曲轴圆角滚压配有计算机校直专家系统,具有循环启动、自诊断、程序存储等功能。其中武汉重型集团展出的UGL30数控不落轮对、青海华鼎重型公司的DLC-25G地坑轮对、齐重数控的SVB19X6/32-NC数控行星架专用、上海重型厂的SHZ22高效深孔加工、山东普利森集团的TZK25X2000 数控刮滚等展品。

武汉重型集团展出的UGL30数控不落轮对:车辆轮对轨距1000-1676mm,轮对直径Φ580-600mm,轮宽120-45mm,最大轴负荷30t,轮对加工精度:两轮对直径差0.10mm,偶合轮对的车轮最大直径差0.25mm,同一转向架的车轮最大直径差0.25mm,踏面直径的最大径跳0.10mm,最大轴向跳动0.25mm,表面粗糙度Ra12µm,由径向支撑装置、径向反卡装置、抬起定心装置、摩擦驱动装置、防打滑装置、刀架、测量装置、活动轨道、排屑系统、除尘系统、液压系统、气动系统及电动控制系统等部件组成。集自动抬起定心、自动检测、自动加工、自动打印结果等功能于一体,具有高度自动化、高效率、高精度等特点。用于不拆卸车辆任何部件的条件下修理加工高速列车、地铁、轻轨车辆轮对车轮的踏面和制动盘。

青海华鼎重型有限公司参展的DLC-25G地坑式轮对,最大加工直径为Φ1300mm,最大加工工件长度达到2450mm。用于轨距1435mm,轴负重25吨的电力机车、内燃机车的轮对不需要做任何解体,便可以在该上修理车轮的轮缘和踏面。也可以用于带轴箱的单个轮对及单个转向架上的轮对轮缘和踏面的修理加工。结构左右对称,整体调整,整体安装。

上海重型厂的SHZ22高效深孔加工,结合国外最新发展趋势而开发研制的新一代深孔加工。

具有结构新颖可靠、简洁、高刚性、高效率、自动化高的特点。该系列采用模块化设计,可根据不同需求配置“镗-滚压”、“镗-铰-滚压”等不同形式的系统及相应的冷却过滤装置。特别适用于液压支架等批量油缸深孔的加工。加工直径Φ300-500mm,加工长度1000-6000mm,钻杆箱最大扭矩8500Nm。

柔性、复合、五轴联动、高精、高速以及整体结构优化仍是本届数控重型发展主流;多种先进制造技术,如直驱技术、直线电机、力矩电机、内装式、热变形控制补偿技术以及结构优化技术等被广泛应用。很多展品具有专家系统、多种智能自动补偿、语音导航、智能安全控制与报警等功能。本届展会所展示的技术水平,已充分展示出中国重型行业在新产品开发、技术水平提升上已经走上了自主创新之路并取得可喜成绩。

面对差距,需要加强理论研究和科学实验

本届展会,国外重型参展实物台数不是很多,有的只是中小规格的数控龙门式镗铣、卧式铣镗。国外展品特点是:一是突出智能功能,很多展品具有专家系统,多种智能自动补偿、语音导航、智能安全控制与报警功能。二是倡导低碳和绿色制造方式,占地面积小。三是柔性复合、五轴联动、高精、高速化仍是国外数控重型发展主流,提倡多种先进制造技术以及结构优化技术是其优势。四是提高自动化水平,如机内对刀、自动更换附件铣头、在线绝对值测量等被广泛应用。

该使用热亲和概念,实现智能化技术、防撞击系统、加工导航新技术,使移动部件在长时间运行情况下热变形减少1/2-1/4。通过热亲和结构,实现工作台膨胀补偿功能、热位移补偿功能。使长时间实现高精度、高效率加工。

日本MAZAK第五代五轴联动INTEGREX i-300系列,具有独特的语音导航功能,准确的告知操作者安全报警和手动操作设置情况;3D模拟加工,进行加工程序的确认和干涉的检查;控制功能,可以对的温度、震动、位移等信息进行监控。

意大利PAMA公司的 speedcenter1600、西班牙Danobat集团 的FR-10000型落地式数控铣镗等具有高速、高精、复合加工特点。国外产品在结构的合理性、功能齐全性、精度稳定性、高效性(主要体现在转速和移动速度上)和可靠性上仍居于前列,其产品仍占据高端产品的地位,尤其制造工艺的精干值得国内厂家学习。

中国重型行业经过近几年技术改造和产品开发锻炼,无论是生产能力还是产品技术水平都有长足进步,本届国际国内展品就再次展示出自主创新水平在提高。受传统设计理念及方法和基础制造水平的制约,国产在结构的合理性、功能复合性、精度稳定性、高效性及可靠性方面与国际还存在一定差距,高端产品的国际竞争力亟待提高。

造成与国外产品差距的主要原因是缺乏关键核心技术、自主创新能力不足、缺乏国际性竞争品牌。由于体制改革等原因,国家以及部级技术研究单位先后消失或弱化,基础技术研究工作处于停顿状态,高端装备研发能力薄弱。这些都是制约国内产品技术发展的关键因素,导致国内高端重型巿场份额仍被国外品牌产品所占据。

国产的精度、性能、可靠性以及外观在试制期间或展览期间可以达到高于设计标准,但是批量产品中却无法保障台台达到高精度要求。而国外企业通过先进的生产制造工艺控制,可以实现高精度的批量生产。国产从样品(展品)到商品还有一段距离。在商品批量生产条件下,仍要保持产品台台达到精品水平要求,这是必须跨过的生死门槛,也是中国重型产品赢得用户信任的基本保证。

中国重型行业存在基础共性技术研究的薄弱与滞后问题,导致产品的稳定性和可靠性不高。为了改变国产重型的形象,必须加强行业基础共性技术研究,改善技术创新环境和提升创新能力,企业要积极创建高档重型工程研究中心,不断改进和完善基础共性技术研究的条件,同时培养高素质技术人才队伍。

加强重型共性技术研究的同时还要对核心技术进行不断提炼和总结。

重型的功能部件由于具有大规格、大吨位、大承载、高精度的特点,不易安排功能部件专业生产企业生产。如大吨位的铣镗头、镗铣头、精密分度工作台、各种功能的附件头等,只能由主机厂担任研制任务,才能更好满足主机功能与质量要求。

在重点用户和行业内开展“应用示范工程”既可促进重大专项成果的应用,又能拓展专项攻关产品的巿场,也是巩固专项成果的重要措施。
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