機床工具行業(yè)亟待升級

“我國航空航天工業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了相關(guān)行業(yè)如機床行業(yè)的發(fā)展，另一方面，它的許多零部件最終要依賴(lài)機床的加工來(lái)實(shí)現，兩者之間相輔相成。”近日在京舉行的國際機床工業(yè)展覽會(huì )，恰逢神九遨游太空，與會(huì )專(zhuān)家在一場(chǎng)針對航空航天工業(yè)的論壇上發(fā)出呼吁，作為裝備制造業(yè)的“工作母機”，機床工具行業(yè)擔負著(zhù)提供優(yōu)良裝備的使命，國家要加強引導，企業(yè)也要去積極響應。

數字化制造需求迫切

“世界上第一臺數控機床就是為生產(chǎn)飛機螺旋槳葉片輪廓而設計生產(chǎn)的，這是制造業(yè)發(fā)展過(guò)程的一個(gè)革命性突破，標志著(zhù)制造業(yè)領(lǐng)域中數控化加工時(shí)代的開(kāi)始。”小巨人機床有限公司總工程師黃建文認為，數控加工是現代制造技術(shù)的基礎，它的發(fā)明對于制造業(yè)特別是航空航天行業(yè)的發(fā)展，具有劃時(shí)代的意義。

北京航空制造工程研究所數字化制造與柔性裝配技術(shù)研究室主任劉華東認為，航空工業(yè)對數控機床的需求趨勢目前處于上升階段，未來(lái)的飛機，特別是新型戰機的制造，都要求以零件的精確制造為支撐，實(shí)行無(wú)余量裝配，對工藝分離面的對縫、間隙等要求將更加嚴格，這些都需要大量使用數控機床。而一些新材料(如復合材料等)的應用，也對數控機床提出了新的、更高的要求。

據悉，航空航天工業(yè)產(chǎn)品零件的特點(diǎn)是耐高溫、高強度、難加工，同時(shí)合金材料和復合材料多、復雜結構件多、工藝要求高。飛機機身結構件主要有梁、框、肋、壁板等零件，此類(lèi)零件大多為鋁合金或鈦合金材料，一般外形輪廓尺寸都很大，屬薄壁多腔的整體框架結構，機械切削去除量大，表面質(zhì)量要求高。加工此類(lèi)零件需要大型、重型機床裝備，要求工作臺承重10噸以上，有效行程在15米以上的高剛性機床。

而飛機發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵零部件有壓氣機、燃燒室、渦輪等，此類(lèi)產(chǎn)品的零件多為高溫合金或耐高溫的復合材料，一般為異型環(huán)狀結構，剛性差，精度高，型面復雜，加工難度大。加工此類(lèi)零件需要大、中型多功能、高精度數控機床，要求設備具有較高的柔性，優(yōu)良的數控系統，在線(xiàn)測量功能強大，工位多，刀具庫容量大，如大型精密數控立式車(chē)削中心、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心及多軸數控龍門(mén)銑，另外還需針對發(fā)動(dòng)機葉輪開(kāi)發(fā)高性能葉輪加工專(zhuān)用機床。

飛機起落架一般采用高強度鋼的鍛造毛坯經(jīng)機械加工而成。鍛造起落架的毛坯需要萬(wàn)噸級壓力機，毛坯的加工需要中、大型數控落地鏜銑床、五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心等設備。機載產(chǎn)品零件種類(lèi)繁多，結構復雜，材料多樣，性能各異。加工此類(lèi)零件需要中、小型高精度的多功能數控復合機床及高速數控銑床，如高精度的立、臥式加工中心及高精度的車(chē)、銑、磨復合加工中心等機床設備。

信息技術(shù)孤島必須連結

航空信息化專(zhuān)家馮子明認為，國內除結構件數控加工技術(shù)和裝備形成數字化制造能力外，鈑金成形、復材構件制造、飛機裝配等數字化制造技術(shù)和相應的制造裝備均不完善，精準化成形、自動(dòng)鋪放、柔性裝配及自動(dòng)鉆鉚等技術(shù)正處于應用研究階段，尚未形成穩定的批生產(chǎn)能力。更為關(guān)鍵的是，數字化制造技術(shù)與質(zhì)量控制技術(shù)發(fā)展不平衡。目前飛機質(zhì)量控制方法落后于制造技術(shù)發(fā)展，人員隊伍素質(zhì)和能力與當前數字化制造技術(shù)深入應用不匹配。檢測手段不夠先進(jìn)，除數控加工的結構件采用數控測量機檢測外，其他零件和裝配件基本上仍依賴(lài)于工裝進(jìn)行手工檢測，精度和準確度難以滿(mǎn)足客戶(hù)要求。

針對這種現狀，業(yè)內人士認為，除了要大力發(fā)展多功能的復合機床，還應該協(xié)調機床主機與數控系統、功能部件、切削刀具和測量裝備的平衡發(fā)展，完善產(chǎn)品功能，提高關(guān)鍵配套設備自主開(kāi)發(fā)和制造能力也是刻不容緩。裝備服務(wù)于工藝，為實(shí)現工藝與裝備的緊密融合，機床企業(yè)必須了解和熟悉用戶(hù)工藝，關(guān)注用戶(hù)制造工藝技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，準確地為產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)定位，研發(fā)滿(mǎn)足用戶(hù)要求的新裝備。力爭在提供給用戶(hù)機床設備的同時(shí)，也提供工藝技術(shù)上的整體解決方案，以提升企業(yè)和產(chǎn)品的競爭力。

“為了管理龐大而復雜的系統，航空制造業(yè)借助日益發(fā)達的計算機軟、硬件技術(shù)，能解決設計和管理方面的問(wèn)題，但是在零件加工制造的過(guò)程中卻遇到了瓶頸——分散在全國乃至全世界的加工設備無(wú)法融入到網(wǎng)絡(luò )中，零件制造過(guò)程中的相關(guān)信息也無(wú)法反饋到網(wǎng)絡(luò )中，使得每個(gè)制造企業(yè)的設備成為一個(gè)個(gè)信息孤島，阻礙了數字化技術(shù)在航空航天行業(yè)的發(fā)展和應用。”黃建文表示，由于航空航天零部件的制造工藝過(guò)程非常復雜，如何管理和運行變得非常棘手，長(cháng)久以來(lái)，數控機床的網(wǎng)絡(luò )化應用多停留在由計算機向機床傳輸程序、機床參數和加工參數等原始的應用內容上，顯然這樣的數控機床很難跟上時(shí)代的步伐，無(wú)法適應當今智能化、網(wǎng)絡(luò )化和信息化的需要。“因此，數字化制造就顯得非常必要。最初的數字化制造主要用于產(chǎn)品的設計，后來(lái)逐步向工藝、編程、虛擬加工、刀具準備、生產(chǎn)計劃和過(guò)程監控等方向發(fā)展，目前新一代具有人機對話(huà)式編程方式的智能化、網(wǎng)絡(luò )化數控系統是一大發(fā)展方向。”