6月18日,驕陽似火,位于四川省德陽市的中國第二重型機械集團公司鑄鍛鋼事業(yè)部三金工車間里熱浪滾滾、機器轟鳴,由武漢重型機床集團有限公司(以下簡稱“武重”)制造的迄今世界最大臥式鏜車床DL250正在車削一根巨大的鋼軸。作為“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項”十大標志性設(shè)備之一,對DL250的現(xiàn)場檢測將決定其是否能通過專家組的鑒定。
何以位列十大標志性設(shè)備
現(xiàn)場的工人告訴中國工業(yè)報記者,這根重達四五百噸的鋼軸是由8萬噸油壓機粗鍛后運至該車間進行進一步加工的。在二重集團,體量如此巨大的工件只有這一臺機床可以加工。而放眼全國乃至世界,DL250也將被載入史冊。
作為《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》確定的16個國家科技重大專項之一,“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備重大專項”在2009年啟動。按專項規(guī)劃,到2020年,航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造所需要的高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備70%~80%將立足國內(nèi)。在專項中,DL250的名稱是: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。
核電是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè),1100MW超臨界核電半速轉(zhuǎn)子是核電站常規(guī)島發(fā)電機組的核心部件。由于轉(zhuǎn)子尺寸大,機構(gòu)復(fù)雜,精度要求高,工序繁多,加工此零件需要承重500噸、兩頂尖間距20米,具有車、銑、磨、大直徑深孔鏜、小直徑深孔鉆鏜及數(shù)控深孔珩磨等功能的復(fù)合加工機床。
在DL250問世前,國內(nèi)尚無此類機床,而國外加工機床的最大承重也只有400噸,因此自主研制國家戰(zhàn)略裝備加工的關(guān)鍵設(shè)備——超重型數(shù)控臥式鏜車床就顯得尤為迫切。
除了用于核電關(guān)鍵設(shè)備的加工,DL250還有廣泛用途。該機床可以加工超重型軋輥、巨型船舶(航母)舵軸、驅(qū)動軸、超大功率汽輪機轉(zhuǎn)子、水輪發(fā)電機主軸及大電機主軸等超大超重的大型零件。
這些加工對象均為國防戰(zhàn)略裝備急需,但從國外進口幾乎沒有可能,因為發(fā)達國家長期以來對同類高檔數(shù)控機床實行技術(shù)封鎖。如果考慮直接進口轉(zhuǎn)子,則世界上只有日本和韓國可以提供,但產(chǎn)量有限,奇貨可居,不能滿足國內(nèi)持續(xù)增長的需求。
正是由于特殊的戰(zhàn)略地位,用于超臨界核電半速轉(zhuǎn)子加工的超重型數(shù)控臥式鏜車床機床成為重大專項眾多項目中的焦點,是十大標志性設(shè)備之一。
借專項實現(xiàn)三大技術(shù)創(chuàng)新
作為超重型數(shù)控臥式鏜車床機床專項的承接單位,武重在我國重型超重型機床制造領(lǐng)域地位獨特。這家誕生于“一五”時期的機床廠被譽為“亞洲機床明珠”,在計劃經(jīng)濟時代,是重型機床制造領(lǐng)域產(chǎn)品型譜最廣的企業(yè),而近年來在極限制造上也屢有建樹。
武重總工程師桂林擔(dān)任DL250項目組組長,他在鑒定會上表示:“通過兩年多的科研攻關(guān),武重圓滿完成了目標任務(wù),并且取得了三大創(chuàng)新性成果。”
其一是超重型數(shù)控臥車總體方案和多功能復(fù)合技術(shù)。在項目所涉的機床上,車、銑、磨、大直徑深孔鏜、小直徑深孔鉆鏜及數(shù)控深孔珩磨等功能得到有機集成,這在業(yè)內(nèi)尚屬首次。因此,該機床除重型臥車的一般功能外,還可以進行錐面、曲面、臺階軸、槽和螺紋的自動加工,實現(xiàn)了一機多能。
其二是靜壓托主軸箱。超重型高精度靜壓托主軸箱是DL250的核心技術(shù),也是該機床實現(xiàn)大承重、高精度的關(guān)鍵。通過創(chuàng)新,武重實現(xiàn)了超重型高精度靜壓托主軸箱技術(shù)的突破,使機床兩頂尖最大工件重量達到了500噸,為世界之最;同時,直徑為1000毫米的主軸箱主軸徑向跳動達到了0.006毫米,處于世界領(lǐng)先水平。
在設(shè)計和制造該主軸箱時,武重團隊進行了多項創(chuàng)新,包括主軸箱結(jié)構(gòu)、靜壓托結(jié)構(gòu)、變頻恒流靜壓軸承和液壓控制系統(tǒng)、主軸箱設(shè)計與制造工藝等。由此,武重還誕生了一項發(fā)明專利和三項實用新型專利。
其三是突破了雙工作組三通道數(shù)控技術(shù)和三軸同步技術(shù)。該機床兩個車刀架和鏜刀架可完全獨立控制,提高了加工效率,并且操作更加方便。而獨創(chuàng)的鏜桿橫移多軸同步技術(shù)使得三個獨立支承架橫向多軸同步移動,實現(xiàn)直徑深孔的數(shù)控鏜控加工,最大鏜孔直徑3500毫米,最大鏜孔深度8000毫米。
憑借多項突破性的創(chuàng)新,DL250型超重型數(shù)控臥式鏜車床去年獲得中國兵器工業(yè)集團重大科技創(chuàng)新一等獎。
使用五年精度保持良好
DL250機床科技成果鑒定專家組由華中科技大學(xué)院士段正澄、北京第一機床廠總工程師劉宇凌等業(yè)內(nèi)知名專家組成。經(jīng)過現(xiàn)場檢測、專家質(zhì)詢等環(huán)節(jié),專家組給出的鑒定結(jié)論是:該機床的研制成功解決了我國重大裝備關(guān)鍵零件國產(chǎn)化的加工難題,填補了國內(nèi)空白,具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán),機床的主要技術(shù)性能達到了當(dāng)前同類機床國際領(lǐng)先水平。
金杯銀杯,不如用戶口碑。在鑒定會上,用戶單位對該機床也給出了高度評價。二重有關(guān)負責(zé)人表示,DL250機床自交付中國二重使用以來,成功完成了由該公司自己鑄造、自己鍛造的毛坯重量為540噸國產(chǎn)第一支最大的1100MW核電半速轉(zhuǎn)子的加工。同時,還成功完成了由中國二重自己鑄造、自己鍛造的毛坯重量為450噸國產(chǎn)第一支最大的5米軋機超重型支撐輥的加工。
其中,1100MW核電半速轉(zhuǎn)子及5米軋機超重型支撐輥的加工精度達到了國際先進水平,使我國進入了核電半速轉(zhuǎn)子及超重型支撐輥加工制造的國際先進行列。到目前為止,該機床加工了1100MW核電半速轉(zhuǎn)子共5件,5米軋機超重型支撐輥共6件,達到國外圖紙設(shè)計要求,部分主要精度指標優(yōu)于圖紙設(shè)計要求。
通過實施重大專項,武重自主創(chuàng)新能力得到提升,也進一步增強了企業(yè)綜合實力,公司高新技術(shù)產(chǎn)品在高端市場競爭中占有一席之地,贏得不少項目訂單。
迄今為止,武重已為中國一重、中國二重、大連船舶重工、天津賽瑞、上海西門子-福伊特等國內(nèi)用戶提供了40多臺該系列產(chǎn)品,同時印度、阿塞拜疆、俄羅斯、巴西、英國等國家的客戶與武重進行商務(wù)洽談,其中阿塞拜疆已購置兩臺,國內(nèi)外市場前景看好(來源中國工業(yè)報網(wǎng)站)。