服務(wù)大飛機(jī) 國產(chǎn)機(jī)床亟待升級

2008年5月11日，負(fù)責(zé)自主研制我國大飛機(jī)的項(xiàng)目公司——中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在上海成立，該公司注冊資本達(dá)190億元。整個研制過程將歷時10年以上，對拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的增長起到積極作用。作為裝備制造業(yè)的“工作母機(jī)”，機(jī)床工具行業(yè)擔(dān)負(fù)著為大型客機(jī)制造提供優(yōu)良裝備的使命。中航技國際工貿(mào)公司總經(jīng)理張輝認(rèn)為，航空工業(yè)需要有更多自己的裝備制造產(chǎn)品，這是國家行為，要有企業(yè)去響應(yīng)。同時，國家也要去積極引導(dǎo)。

聞“機(jī)”起舞

根據(jù)有關(guān)預(yù)算，從大飛機(jī)前期的研發(fā)費(fèi)用到生產(chǎn)能力建設(shè)，再到產(chǎn)品最終投放市場，相關(guān)投入總體上將超過 2000億元。航空航天工業(yè)產(chǎn)品零件的特點(diǎn)是耐高溫、高強(qiáng)度、難加工，同時合金材料和復(fù)合材料多、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件多、工藝要求高。大飛機(jī)的梁、框、肋和壁板的毛坯所用的板材或鍛件，都是重則幾百公斤甚至數(shù)噸的大塊頭，得用重型、超重型機(jī)床加工。

大飛機(jī)立項(xiàng)之后，中國的裝備制造企業(yè)聞“機(jī)”起舞，圍繞著大飛機(jī)項(xiàng)目，展開了各方面的工作。機(jī)床行業(yè)就是其中之一，希望在“大飛機(jī)”項(xiàng)目中獲得提高產(chǎn)品檔次、提升產(chǎn)業(yè)能級的機(jī)會。

毛坯75%～95%的材料都需要被車磨鏜銑掉，因此需要大型、高速、精密、多軸的高性能數(shù)控落地銑床、加工中心；發(fā)動機(jī)加工需要用精密加工中心和坐標(biāo)鏜銑加工中心；還需要大量高剛性、高效率的專用機(jī)床和柔性自動生產(chǎn)線。除機(jī)床外，國產(chǎn)的多通道模塊化數(shù)控系統(tǒng)問世，可同時實(shí)現(xiàn)銑、磨、鉆等 16個以上工序的加工及動作，特別是一次裝卡技術(shù)極大地提高了工件加工精度。

此外，機(jī)床行業(yè)不僅要為飛機(jī)制造廠設(shè)計、制造、安裝機(jī)床、柔性生產(chǎn)線和加工中心，還要爭取為飛機(jī)制造廠提供咨詢建議、設(shè)備成套、工程承包和交鑰匙工程等一攬子服務(wù)。因此，大飛機(jī)制造給了機(jī)床工具行業(yè)難得的發(fā)展機(jī)遇，機(jī)床行業(yè)或?qū)⒔铏C(jī)實(shí)現(xiàn)騰飛。

需求各有側(cè)重

現(xiàn)代飛機(jī)為滿足高速、高機(jī)動、高負(fù)載和遠(yuǎn)航程等要求，大量采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料，其零件越來越向尺寸大型化、型面復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)輕量化、材料多元化和制造精密化發(fā)展。如飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件的典型零件梁、框、肋、壁板、桁條以及航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵件機(jī)匣、各類葉片和整體葉盤等，其輪廓大而形狀各異。

由于現(xiàn)代航空制造業(yè)所面臨的通常都是多品種、小批量、短生產(chǎn)周期的生產(chǎn)任務(wù)，因此要求工藝系統(tǒng)有較高的響應(yīng)速度。航空制造業(yè)需機(jī)械加工的典型零件主要有機(jī)身結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機(jī)關(guān)鍵件、起落架零件及機(jī)載產(chǎn)品零件等。由于它們的結(jié)構(gòu)和性能要求各異，對機(jī)床工具的需求也各有側(cè)重。

飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件主要有梁、框、肋、壁板等零件，此類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(jié)構(gòu)，機(jī)械切削去除量大，表面質(zhì)量要求高。加工此類零件需要大型、重型機(jī)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(jī)床。

而飛機(jī)發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件有壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等。此類產(chǎn)品的零件多為高溫合金或耐高溫的復(fù)合材料，一般為異型環(huán)狀結(jié)構(gòu)，剛性差，精度高，型面復(fù)雜，加工難度大。加工此類零件需要大、中型多功能、高精度數(shù)控機(jī)床，要求設(shè)備具有較高的柔性，優(yōu)良的數(shù)控系統(tǒng)，在線測量功能強(qiáng)大，工位多，刀具庫容量大，如大型精密數(shù)控立式車削中心，五軸聯(lián)動加工中心及多軸數(shù)控龍門銑，另外還需針對發(fā)動機(jī)葉輪開發(fā)高性能葉輪加工專用機(jī)床。

飛機(jī)起落架一般采用高強(qiáng)度鋼的鍛造毛坯經(jīng)機(jī)械加工而成。鍛造起落架的毛坯需要萬噸級壓力機(jī)，毛坯的加工需要中、大型數(shù)控落地鏜銑床、五軸聯(lián)動龍門加工中心等設(shè)備。機(jī)載產(chǎn)品零件種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料多樣，性能各異。加工此類零件需要中、小型高精度的多功能數(shù)控復(fù)合機(jī)床及高速數(shù)控銑床，如高精度的立、臥式加工中心及高精度的車、銑、磨復(fù)合加工中心等機(jī)床設(shè)備。

高端缺口

中國大飛機(jī)立項(xiàng)后，數(shù)控機(jī)床行業(yè)開始積極研制生產(chǎn)大飛機(jī)零部件的機(jī)床，華中數(shù)控是國內(nèi)從事數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，五軸聯(lián)動數(shù)控龍門銑床，能加工飛機(jī)渦輪等復(fù)雜機(jī)器部件。湖北省機(jī)床行業(yè)的兩大龍頭企業(yè)武重與華中數(shù)控，也醞釀在產(chǎn)、學(xué)、研上開展合作，為生產(chǎn)大飛機(jī)提供高質(zhì)量的加工機(jī)床。

“大型客機(jī)的零部件數(shù)量有300萬～500萬之多?！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)飛行器制造工程系教授劉繼紅在接受本報記者采訪時曾表示，“大飛機(jī)”項(xiàng)目將推動裝備制造業(yè)的發(fā)展，加快高檔機(jī)械裝備的研制步伐。

“飛機(jī)本身就是一個裝備，由很多其他裝備制造出來?！彼f，“在研制‘大飛機(jī)’的過程中需要成套的大型精密高檔數(shù)控機(jī)床，比如組成機(jī)翼的大型結(jié)構(gòu)件就需要機(jī)床具有多軸聯(lián)動和高速加工性能。據(jù)了解，現(xiàn)代飛機(jī)的主要承力結(jié)構(gòu)如梁、框、肋和大型壁板等整體結(jié)構(gòu)件的毛坯都是板材或鍛件，重則幾百公斤甚至數(shù)噸，但毛坯的很多材料將被加工掉，因此加工工作量極大，飛機(jī)采用高速數(shù)控加工技術(shù)是一種趨勢。

目前，我國的大型精密高檔數(shù)控機(jī)床的能力亟須提高?！秶鴦?wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》將高檔數(shù)控機(jī)床列為16個重大發(fā)展專項(xiàng)之一?！案邫n機(jī)床也需要基礎(chǔ)元器件的支撐，比如傳感器、高速精密主軸、齒輪等，在這方面，我國相關(guān)企業(yè)與國外也存在差距，有很大的提升空間?！眲⒗^紅說，科技部“十一五”科技支撐計劃中，就將包括上述元器件在內(nèi)的眾多基礎(chǔ)元器件，列為機(jī)械制造技術(shù)突破和發(fā)展的重點(diǎn)。

為適應(yīng)航空工業(yè)的發(fā)展，我國裝備制造業(yè)已經(jīng)取得一些成果，比如研制成功面向飛機(jī)大型板類件加工的橫梁移動式龍門五軸加工中心，能對飛機(jī)機(jī)翼、渦輪、螺旋槳進(jìn)行深加工。

值得一提的是，8萬噸重型模鍛液壓機(jī)的立項(xiàng)則初步體現(xiàn)了“大飛機(jī)”項(xiàng)目對裝備制造業(yè)的拉動。作為支撐國家大型飛機(jī)自主研制所急需的關(guān)鍵重型裝備，該模鍛液壓機(jī)項(xiàng)目建設(shè)方案除了有利于“大飛機(jī)”的研制，對我國大型鍛壓設(shè)備和大型盤件、結(jié)構(gòu)件的制造也起到了推動作用。

亟待升級

航空工業(yè)一直是引領(lǐng)機(jī)床工具發(fā)展的主要行業(yè)，也是機(jī)床工具的消費(fèi)大戶。大飛機(jī)項(xiàng)目的實(shí)施，對我國機(jī)床工具行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。

雖然我國已成功研制了支線飛機(jī)，但與大飛機(jī)相比，其制造裝備還不能滿足大飛機(jī)對超重型和重型零件的復(fù)雜、高效、復(fù)合加工的需求。航空各制造企業(yè)都面臨著大型加工設(shè)備的升級選擇。

目前，我國航空制造業(yè)中加工飛機(jī)關(guān)鍵件的機(jī)床設(shè)備主要還是依賴于進(jìn)口，而這些機(jī)床裝備都屬于難以從國外進(jìn)口或者國外不向我國出口的產(chǎn)品，因此大飛機(jī)項(xiàng)目對提升我國高端機(jī)床的國產(chǎn)化技術(shù)水平提出了迫切要求。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，應(yīng)大力發(fā)展多功能的復(fù)合機(jī)床。雖然目前有的加工中心已實(shí)現(xiàn)能將車、銑、鏜、磨、拋光等多種機(jī)加工工序復(fù)合在一臺機(jī)床上，但這仍不能完全滿足未來航空關(guān)鍵零件的加工。而將機(jī)械加工與激光、電、化學(xué)、超聲波等不同機(jī)理的加工方法進(jìn)行復(fù)合，兼?zhèn)涠喾N不同工藝特點(diǎn)的復(fù)合加工機(jī)床在今后的航空航天制造業(yè)中將有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

此外，協(xié)調(diào)機(jī)床主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)、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(shè)備自主開發(fā)和制造能力也是刻不容緩的。裝備服務(wù)于工藝，為實(shí)現(xiàn)工藝與裝備的緊密融合，機(jī)床企業(yè)必須了解和熟悉用戶工藝，關(guān)注用戶制造工藝技術(shù)發(fā)展的動態(tài)，準(zhǔn)確地為產(chǎn)品進(jìn)行市場定位，研發(fā)滿足用戶要求的新裝備。力爭在提供給用戶機(jī)床設(shè)備的同時，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。

同時，重視系統(tǒng)設(shè)計，融入信息技術(shù)，推行數(shù)字化制造，大力提高機(jī)床裝備的制造工藝水平和整機(jī)的可靠性及穩(wěn)定性。在機(jī)床裝備研發(fā)技術(shù)路線上，堅(jiān)持以數(shù)字化為主體，以集成化為手段，以復(fù)合化為特色，以高速化、精密化和綠色化為目標(biāo)，突出自動化、網(wǎng)絡(luò)化，并最終實(shí)現(xiàn)智能化。

他山之石

國家重大裝備的發(fā)展需求，給機(jī)床工具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。針對航空航天裝備的需求與發(fā)展特點(diǎn)，如何滿足航空航天工業(yè)對制造裝備的需求，更好地服務(wù)于航空航天工業(yè)是機(jī)床工具企業(yè)必須解決的問題。

中航技國際工貿(mào)公司總經(jīng)理張輝介紹，很多國外設(shè)備制造企業(yè)設(shè)立了專門為航空生產(chǎn)企業(yè)服務(wù)的開發(fā)部門，他們從一種型號飛機(jī)研制的初始階段就開始介入，搜集航空制造企業(yè)的需求信息，向產(chǎn)品設(shè)計部門轉(zhuǎn)達(dá)這些信息，然后在機(jī)床上開發(fā)專門應(yīng)用于航空零件生產(chǎn)的程序，并跟蹤航空制造業(yè)的發(fā)展趨勢，分析這種趨勢，將其轉(zhuǎn)變?yōu)楸竟镜募夹g(shù)儲備。很多國外的設(shè)備制造企業(yè)還在中國設(shè)置了航空客戶銷售經(jīng)理，專職負(fù)責(zé)中國航空制造市場的銷售，以加強(qiáng)與航空制造企業(yè)的聯(lián)系，反饋航空制造市場的需求。

國外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)證明，航空工業(yè)的發(fā)展有其自身規(guī)律，一定是需求引導(dǎo)、市場引導(dǎo)的。由國家投資，學(xué)校和設(shè)備制造企業(yè)提供產(chǎn)品供航空企業(yè)試用是國外通行的做法，這也是國家意志在航空工業(yè)中的體現(xiàn)，現(xiàn)在國外航空工業(yè)中使用的很多先進(jìn)的機(jī)床等裝備都是由國家投資生產(chǎn)的，是國家出資金來引導(dǎo)市場。

我國也一直在提倡要考慮自己生產(chǎn)制造設(shè)備，但航空工業(yè)需求的設(shè)備很特殊，機(jī)床的設(shè)計完全是根據(jù)其生產(chǎn)加工的零件來確定的，常常是一種專業(yè)機(jī)床只加工一種或一類零件。出于成本、經(jīng)濟(jì)效益、風(fēng)險等方面的考慮，國內(nèi)機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)商往往不善抓住這種機(jī)會，其原因主要是欠缺開創(chuàng)、合作意識。

張輝認(rèn)為，從航空工業(yè)的高技術(shù)領(lǐng)先性以及我國航空工業(yè)的現(xiàn)狀來看，要求我國在航空工業(yè)的技改采購中，必須在供應(yīng)商管理和全壽命采購兩方面開展工作，以提高采購管理水平，讓航空制造企業(yè)用戶采購到質(zhì)量穩(wěn)定，價格合理，服務(wù)完善的設(shè)備，從而提高航空制造企業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)和制造能力，提升核心競爭力，實(shí)現(xiàn)航空工業(yè)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步

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