“高檔數(shù)控機(jī)床滾動(dòng)功能部件共性技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，是由南京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院馮虎田教授科研團(tuán)隊(duì)牽頭承擔(dān)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)，現(xiàn)已順利通過專家組的項(xiàng)目驗(yàn)收。
馮虎田教授在實(shí)驗(yàn)室中為參觀領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行講解。南京理工大學(xué)供圖
“首次在國(guó)內(nèi)行業(yè)中提出滾動(dòng)功能部件A+A加速失效時(shí)間模型、試驗(yàn)及評(píng)估方法，解決了無故障功能可靠性試驗(yàn)評(píng)價(jià)、滾動(dòng)功能部件試驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)等技術(shù)難題。”
“首次推出共計(jì)6冊(cè)的《數(shù)控機(jī)床功能部件優(yōu)化設(shè)計(jì)選型手冊(cè)》，均著眼于專項(xiàng)成果集中展現(xiàn)、企業(yè)與用戶對(duì)接示范、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀發(fā)展需求，為數(shù)控機(jī)床裝備國(guó)產(chǎn)部件提供了具體翔實(shí)的操作依據(jù)。”
“首次開展了對(duì)滾動(dòng)功能部件骨干企業(yè)專項(xiàng)成果產(chǎn)品對(duì)比境外產(chǎn)品的靜剛度測(cè)評(píng)，并率先在國(guó)內(nèi)公開發(fā)布了行業(yè)測(cè)評(píng)報(bào)告。”
一個(gè)個(gè)“首先”，不禁讓人對(duì)南京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院馮虎田教授科研團(tuán)隊(duì)牽頭承擔(dān)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)——“高檔數(shù)控機(jī)床滾動(dòng)功能部件共性技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目拭目以待。
為爭(zhēng)奪技術(shù)話語權(quán)而“戰(zhàn)”
“數(shù)控機(jī)床是各種武器裝備重要的制造手段，也是國(guó)防軍工裝備現(xiàn)代化的重要保證。而其水平、品種和生產(chǎn)能力更是一個(gè)國(guó)家技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的綜合國(guó)力之體現(xiàn)。”馮虎田一語中的地指出，我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造就目前而言，仍主要以中低端產(chǎn)品為主，高端數(shù)控機(jī)床等重大裝備仍依賴進(jìn)口。
為何如此?
滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床上最常使用的精密傳動(dòng)部件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，直接決定著機(jī)床的加工精度以及精度的穩(wěn)定性和保持性，可謂是數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件中的要害。
“關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)如果長(zhǎng)期受制于人，中國(guó)的裝備制造能力和水平要想得到快速提升就只能是一句空話。”馮虎田決定將研究重點(diǎn)放在滾動(dòng)功能部件共性技術(shù)研究上。
要想徹底解決滾動(dòng)功能部件制約高端裝備制造國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)短板，就需要在全面了解和掌握國(guó)外滾動(dòng)功能部件主流技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，在打牢、夯實(shí)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上開展一系列具有前瞻性和前沿性的研究。
馮虎田科研團(tuán)隊(duì)，任重道遠(yuǎn)。
一個(gè)等級(jí)的提升彰顯大實(shí)力
據(jù)行業(yè)相關(guān)資料顯示：國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床中的滾珠絲杠副、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副等滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化率不足5%，而在中檔數(shù)控機(jī)床中使用的滾動(dòng)功能部件的國(guó)產(chǎn)化率僅占30%。馮虎田分析指出，“造成此種局面的原因是多方面的，而國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件在高剛性設(shè)計(jì)、滾珠絲杠副高精度預(yù)緊結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及相關(guān)加工工藝方面存在的諸多不足卻是其中一個(gè)很重要的因素。”
針對(duì)我國(guó)目前在高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展上的技術(shù)與工藝瓶頸，該研究團(tuán)隊(duì)先后在滾動(dòng)功能部件精度、摩擦磨損、疲勞、剛性、材料優(yōu)選及可靠性試驗(yàn)方法等方面展開攻關(guān)。
研究過程中，尤為值得一提的是，該研究團(tuán)隊(duì)在大型螺紋絲杠硬態(tài)旋風(fēng)銑削精密成形的基礎(chǔ)理論及其關(guān)鍵技術(shù)方面取得極大突破，實(shí)現(xiàn)了大型絲杠硬態(tài)旋風(fēng)銑削工藝及裝備綜合性能的全面優(yōu)化。更為重要的是，他們還將所加工的滾珠絲杠副精度提高了一個(gè)等級(jí)。但可別小瞧了這一個(gè)等級(jí)的提升，它極大地提升了我國(guó)數(shù)控機(jī)床的加工精度，從而大大增強(qiáng)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。
然而，從事機(jī)械傳動(dòng)研究離不開大量翔實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，要想獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)就離不開精密靈敏的檢測(cè)設(shè)備。但由于我國(guó)在滾動(dòng)功能部件研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)較為薄弱，很多重要設(shè)備于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)幾乎是一片空白，更談不上購買了。
沒有規(guī)范的操作流程就得自己在“黑暗中”摸索，沒有相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備就靠自己畫圖紙?jiān)O(shè)計(jì)制造。這期間的艱辛只有親身科研的他們心里最清楚。“但不管困難有多大，也不論經(jīng)歷了多少次失敗，我們從未想過放棄。”馮虎田介紹，在參考和借鑒大量的國(guó)外技術(shù)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，他們陸續(xù)在剛性測(cè)量、綜合性能測(cè)試、型面檢測(cè)等方面成功設(shè)計(jì)并研發(fā)出了絲杠副剛性試驗(yàn)臺(tái)、導(dǎo)軌副剛性試驗(yàn)臺(tái)、絲杠滾道型面誤差測(cè)量?jī)x等實(shí)驗(yàn)及測(cè)試設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，該研究團(tuán)隊(duì)在整個(gè)國(guó)家重大專項(xiàng)的研究過程中，共自主研發(fā)28臺(tái)套檢測(cè)裝備，不僅在實(shí)驗(yàn)室提供了測(cè)試服務(wù)，還直接向企業(yè)提供了多臺(tái)套測(cè)試裝置，并已開始為航空航天、電子行業(yè)提供服務(wù)，部分檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)性能也已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。此外，他們還設(shè)計(jì)建造了摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)、絲杠冷卻潤(rùn)滑試驗(yàn)臺(tái)、精度材料與分析設(shè)備，其都可為行業(yè)提供試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)品、測(cè)試檢測(cè)軟硬件，服務(wù)于生產(chǎn)廠家及主機(jī)用戶。
摘取高端裝備制造“明珠”
光陰荏苒，十年“抗戰(zhàn)”，該研究組終于成功摘取了我國(guó)高端裝備制造皇冠上的“明珠”，針對(duì)功能部件建立了涵蓋功能可靠性、精度保持性、壽命可靠性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)了3個(gè)“首次”的大突破，助力了我國(guó)國(guó)產(chǎn)裝備由“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變。
在聽取了相關(guān)成果匯報(bào)，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察后，該校數(shù)控機(jī)床功能部件共性技術(shù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專家對(duì)該項(xiàng)目取得的成果以及在行業(yè)中建成的共性技術(shù)研究平臺(tái)等給予了高度的評(píng)價(jià)，一致建議“盡快將成果輻射至更多的企業(yè)，盡快建立更廣泛的檢測(cè)、技術(shù)服務(wù)平臺(tái)”。
的確，研究做得好不好，應(yīng)用說了算。參與研發(fā)的行業(yè)龍頭企業(yè)漢江機(jī)床、南京工藝等都迫不及待地體驗(yàn)該研究組陸續(xù)推出的新技術(shù)產(chǎn)品，并評(píng)價(jià)道：“產(chǎn)品指標(biāo)的確達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平”。
此外，該研究組研發(fā)的滾動(dòng)功能部件高端產(chǎn)品還為高檔數(shù)控機(jī)床配套建立了沈陽機(jī)床、大連機(jī)床、寶雞機(jī)床3家示范應(yīng)用基地，產(chǎn)品配套于寧江機(jī)床精密臥式加工中心，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件小批量為高檔數(shù)控機(jī)床配套，成功代替了進(jìn)口。
自此，我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床行業(yè)徹底擺脫了國(guó)外在技術(shù)與工藝上的壟斷，擁有了自己的技術(shù)話語權(quán)。
但這并不表示他們?cè)谶@一研究領(lǐng)域的使命就結(jié)束了。目前，該研究組正積極籌備建設(shè)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床功能部件的國(guó)家級(jí)質(zhì)量監(jiān)督與檢測(cè)中心，為國(guó)內(nèi)行業(yè)提供最權(quán)威的技術(shù)服務(wù)。
來源：中國(guó)教育報(bào)
