百噸級數控強力旋壓設備通過驗收

  若干年后，梳理我國重大裝備的國產化史冊，2013年9月6日將成為重要一頁。這天，我國首臺大型強力旋壓設備“SY-100L大型立式CNC強力旋壓機”正式通過了用戶單位西安航天動力機械廠的驗收。經過十年的技術儲備與研制，在“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項的支持下，百噸級數控旋壓設備終于不負眾望，通過了用戶試驗并正式交付使用。
由“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項實施管理辦公室主辦、中航工業北京航空制造工程研究所、航天科技西安航天動力機械廠、中航工業航空專用裝備研發工程中心、中航工業航空制造技術中心承辦的大型數控強力旋壓設備及技術應用推介會2013年9月6日在西安舉辦。會上，工信部裝備司巡視員王富昌、中科院院士曹春曉等領導和專家對該設備給予高度評價。來自航空、航天、船舶等領域的應用單位代表同樣給予認可。
亞洲之最
2013年9月6日上午，在西安航天動力機械廠這個原本是國家保密的單位，借著SY-100L大型立式CNC強力旋壓機設備驗收之機，記者和與會者一起觀摩了大型薄壁零件旋壓成形的過程。
記者拿到的設備“鑒定書”顯示：設備具有結構簡潔、布局合理、功能齊全、便于維護、強度高、剛性好、具有同步進刀、錯距旋壓、旋壓力動態顯示、操作智能化、旋壓力自動調節等特點，特別是旋壓力自動調節功能目前屬國內外同類產品首創，填補了旋壓工藝上的空白。
“地上14米，地下三米。”這臺大機器給記者的第一印象是威武。至于如何“旋”，作為外行，很難判定其“專業”所在。“技術聽起來很專業，設備看起來很大。”記者試圖把問題拋給一同參觀的中信重工集團鑄鍛銷售公司的副總經理黃國軍。作為該設備制造的主要參與方，他從專業的角度告訴記者，盡管這臺設備在體量上并不是很大（與該企業制造的其他大型裝備產品相比），但對技術參數要求非常高，多方參與、歷時十年研制成功，足見其分量和含金量。而且，作為百噸級旋壓裝備，在我國目前是獨一無二的，也堪稱亞洲之最。作為軍事愛好者，他告訴記者，目前該技術領域除了美國和俄羅斯，只有中國可以達到這個水平。
何為十年磨一劍？中航工業北京航空制造工程研究所所長張軍介紹，研制大型立式數控強力旋壓設備，主要滿足航空、航天、船舶、核工業、化工等行業大型薄壁回轉體零件的制造。為了解決國防急需的大推力運載火箭、導彈、飛機發動機等制造瓶頸，推動旋壓結構件在大飛機、飛機發動機、導彈和大型壓力容器上的應用，填補我國的戰略空白， 2001年，西安航天動力機械廠啟動了大型數控強力旋壓機床的研制項目。2004年初正式和中航工業北京航空制造工程研究所簽訂設備研制合同。該項目被工信部列為國家“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項（簡稱“04數控機床專項”）2011年度課題。在浙江大學、武漢重型機床有限公司、中信重工、濟南二機床等相關部件承制單位大力協助下，中航工業北京航空制造工程研究所與西安航天動力機械廠克服種種困難，實現了2011年11月進入用戶現場總裝，2012年11月完成設備靜態、動態及功能調試開始試旋。
截至目前，經過半年多時間的旋壓工藝試驗表明，該設備整體結構強度高、剛性好、控制精度高，具有同步進刀、錯距旋壓、旋壓力智能調節等先進功能，整體性能優越，旋壓出的零件各項性能指標符合用戶的使用要求，其旋輪推力和可旋壓零件尺寸堪稱亞洲之最。
機械科學研究總院副院長王德成對該設備的成功給予高度評價。他說，它是“04數控機床專項”繼3.6萬噸擠壓機、8萬噸鍛壓機之后在旋壓裝備方面從無到有的一個新突破。
王德成告訴記者，該項目的成功研制，實現了工藝和設備的兩大突破。首先是工藝的突破。如果說兩年前，“04數控機床專項”實現了擠壓工藝、鍛壓工藝的突破，今天則實現了旋壓工藝的新突破。這是“04數控機床專項”大型數控成形這個主題攻關目標的一個重要實現。
設備的突破主要體現在：它將有力支撐專項在航空航天、船舶、發電和汽車四大領域中，大型薄壁回轉體零件成形的需求。“04數控機床專項”當時就是瞄準航空航天、船舶、發電和汽車四大領域。應該說，該裝備突破，明顯打破了國外技術封鎖對上述四大領域發展瓶頸的制約，彌補了現有成形工藝和裝備的不足，提升了大型復雜精密成形裝備的覆蓋能力。
與會專家表示，強力旋壓技術和設備不僅在航空發動機、航天運載工具、船舶的殼體類零件的制造方面具有廣泛的應用前景 ，在核反應堆的回轉件、化工行業大型高壓容器、汽車行業鋁合金輪轂及其他民用領域壓力容器的制造方面具有很高的推廣價值。
用戶牽引
回顧十年的研制歷程，參與設備研制的專家無不感慨，大型立式數控強力旋壓設備具備數控機床的高精度、重型機床的強剛度和重載荷等特點，調研立項難度大、設計難度大，精度要求高、結構復雜、關鍵零件采購困難，部件尺寸超大、制造難度大，各單位、各部門配合協調難度大，裝配難度大、檢驗難度大、調試與旋壓難度大，經費難度大，周期更是不斷的被調整，在各個環節都面臨巨大挑戰。大型立式數控強力旋壓機的研制成功，標志著我國在大型薄壁回轉體金屬結構件制造技術領域的研制達到新的高度，是產、學、研、用協作的成果。
張軍表示，國家重大專項對高端裝備研制的支持就是為解決航空、航天、船舶等領域所需求迫切而又難以進口的高端制造裝備，突破西方國家的技術封鎖，從點到面徹底擺脫高端制造裝備受制于人的局面；與此同時，探索高端專用裝備開發的全新模式，聯合多家裝備生產單位、大學，發揮技術與專業化優勢，進而實現裝備的使用單位和制造單位成功合作和雙贏的局面。
除了工藝和設備的突破，王德成告訴記者，項目的突破還體現在它將成為“04數控機床專項”堅持產學研用合作模式的成功范例。在這臺設備里，有多個技術合作，包括大型鑄鍛件、液壓控制等，每一個作為單獨的技術存在，都滿足了一個“題目”的體量，都是挑戰，應該說，都是技術上尖銳的極限制造的挑戰。在專項辦建議下，在牽頭單位的全力組織下，形成了產學研用最優勢的力量的合作。
據透露，與其他課題相比，這個項目的答辯次數最多。王德成說：三年三次，每一次都實現了“團隊”的優化。而且，在答辯過程中，有多個院士聯合建議“一定要啟動”。在建議下，代表行業優勢力量的多家單位走在了一起。實現了產學研的優勢合作。
“需要強調的是，歷時10年，不離不棄，同樣體現了西安航天動力機械廠、航天四院對國產裝備及重大專項的高度信任。”王德成認為，用戶牽引對裝備國產化的重要意義不言而喻。
他同時認為，技術歷時10年儲備，最終在“04數控機床專項”的支持下取得了突破，也再次證明了國家設立重大專項，特別是“04數控機床專項”，對國防、軍工等戰略性新興產業發展的必要和核心作用。技術不是一日之功，要有長期準備，但國家瓶頸需求、高端技術挑戰仍離不開國家支持。
王富昌對此表示贊同。他說，“04數控機床專項”在實施過程中，不斷地探索、改進和調整，主要強調了四個方面。一是“需求牽引”，列入專項的課題一定是國民經濟及國防建設亟需的，而不是為了完成某一項指標。
二是產學研用密切結合，特別是制造和使用密切結合。因為制造企業不熟悉用戶需求和工藝不行。現在安排的課題大都是“用戶牽頭”。
三是主機和數控系統、刀具等功能部件相結合。盡管國產的數控系統、功能部件在實際應用中還有一定的“差距”，特別是重大專項研究的一些設備都是比較高檔的，但我們一定強調要給他們機會，每個題目都要求把數控系統、功能部件參與進去，只有這樣，才能把國產功能部件“帶”起來。
四是強調要“用”。現在的課題要求在用戶至少用半年。任何研制都不能保證百分之百成功，所以“使用”是非常重要的。
可以看出，“04數控機床專項”經過幾年的實施，不斷改進和調整，已經有了更明確的思路。
王富昌表示，“04數控機床專項”已經實施五年，目前正在做中期評估，明確下一步的工作重點。他希望，相關企業要積極參與其中，為專項的實施出謀劃策，特別是航空航天等領域的“幾大集團”，應該對航空、航天等國家亟需的相關裝備研制提出建議。他同時強調，希望用戶企業一如既往地采用國產設備。