在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”之內(nèi)有一個(gè)部件，它看似平凡，可實(shí)際上卻極為重要，那就是——渦輪盤(pán)榫槽。
它就好像是發(fā)動(dòng)機(jī)的“骨骼連接點(diǎn)”，直接影響著葉片的位置和方向，關(guān)乎發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和安全可靠性。
不過(guò)對(duì)于這個(gè)關(guān)鍵部件的加工設(shè)備——榫槽數(shù)控拉床 ，長(zhǎng)久以來(lái)一直都是被國(guó)外高端精密機(jī)床所壟斷，它也成為了制約我國(guó)航空工業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)之一。
一家來(lái)自浙江縉云縣壺鎮(zhèn)的民營(yíng)機(jī)床企業(yè)——浙江暢爾智能裝備股份有限公司，在這片技術(shù)荒漠當(dāng)中，竟然開(kāi)辟了一條自主創(chuàng)新之路。他們用十年的執(zhí)著，居然攻克了這一世界公認(rèn)的技術(shù)難題。
十年堅(jiān)守，破解"卡脖子"之困
2008年，當(dāng)大多數(shù)企業(yè)還在追逐低成本制造的紅利時(shí)，暢爾裝備已經(jīng)開(kāi)始著手研制面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤(pán)榫槽加工的高速數(shù)控拉床。
這是一條充滿荊棘的道路——渦輪盤(pán)榫槽加工精度要求極高，一個(gè)直徑800毫米的渦輪盤(pán)上均勻分布著147個(gè)榫槽，每個(gè)榫槽夾角僅為2.44度，兩個(gè)榫槽之間的角度誤差不能超過(guò)一根頭發(fā)絲的十分之一。
暢爾研發(fā)中心總工程師劉中華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)十年科研攻關(guān)，在2018年終于開(kāi)發(fā)出第一代四軸榫槽數(shù)控拉床，打破了國(guó)際壟斷和技術(shù)封鎖。這臺(tái)設(shè)備交付給無(wú)錫航亞科技后，成功完成了多款飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)榫槽的加工。
但暢爾團(tuán)隊(duì)并未止步于此。劉中華那時(shí)表明，“今后暢爾團(tuán)隊(duì)還會(huì)去研發(fā)下一代機(jī)床，并且爭(zhēng)取在這三年之內(nèi)能夠追上德國(guó)的同類(lèi)產(chǎn)品?！彼麄冡槍?duì)與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品存在的差距，迅速進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。
不到三年，在2020年8月，暢爾就研制出第二代五軸榫槽數(shù)控臥式側(cè)拉床，并完成了某軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)榫槽的試驗(yàn)拉削，機(jī)床各項(xiàng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。
技術(shù)難點(diǎn)與創(chuàng)新突破
渦輪盤(pán)榫槽加工的難度在于，其結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，精度要求頗高；材料難以進(jìn)行切削。
暢爾團(tuán)隊(duì)針對(duì)這些難點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了三大核心技術(shù)：
1、多刀具、多工位、多參數(shù)復(fù)合加工工藝：研制了集粗拉、半精拉和精拉等多次拉削于一身的專(zhuān)用拉削刀具和刀盒。這一技術(shù)使得加工效率大幅提升，這個(gè)時(shí)候保證了加工精度。
2、C形搖籃機(jī)構(gòu)與精確定位技術(shù)：為滿足不同工件的P點(diǎn)、錐角、榫槽傾角的空間位置變化調(diào)整，開(kāi)發(fā)了集成4個(gè)數(shù)控軸的C形搖籃機(jī)構(gòu)、精確送退料驅(qū)動(dòng)和P點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)榫槽的精確定位。
3、刀具快速定位與夾緊技術(shù)：開(kāi)發(fā)了多點(diǎn)式刀具快速定位和夾緊技術(shù)，以及拉刀刀盒精準(zhǔn)配送、就位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)拉床多把拉削刀具及刀盒的高水平重復(fù)定位和高效配送，滿足快速、無(wú)人化加工需求。
這臺(tái)五軸數(shù)控拉床，最大切削力達(dá)250kN，重量近110噸，設(shè)備占地84平方米。2021年3月，該設(shè)備在客戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了小批量試生產(chǎn)，在46小時(shí)內(nèi)完成了某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)8個(gè)壓氣機(jī)盤(pán)的連續(xù)加工，加工過(guò)程中機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定，加工的8個(gè)壓氣機(jī)盤(pán)各項(xiàng)指標(biāo)全部合格，獲得"穩(wěn)定、高效、高精度"的評(píng)價(jià)。
國(guó)產(chǎn)替代的經(jīng)濟(jì)與戰(zhàn)略價(jià)值
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)這類(lèi)拉床，一直依賴從德國(guó)進(jìn)口，比如說(shuō)霍夫曼的機(jī)床，其單價(jià)四五千萬(wàn)元，最貴的竟然高達(dá)上億元一臺(tái)。暢爾的突破，不但打破了國(guó)外的壟斷，而且大幅降低了成本，這樣的話為國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)節(jié)省了大量的外匯支出。
更重要的是，暢爾的技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，這為我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造能夠?qū)崿F(xiàn)自主可控，給予了關(guān)鍵的支撐。航空發(fā)動(dòng)機(jī)，被稱作“現(xiàn)代工業(yè)皇冠之上的明珠”，它是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平以及綜合國(guó)力的重要標(biāo)識(shí)。
暢爾的五軸數(shù)控臥式側(cè)拉床，已經(jīng)成功地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)諸多航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)，為我國(guó)航空裝備制造業(yè)朝著高質(zhì)量方向發(fā)展，提供了強(qiáng)有力的支撐。
暢爾的成長(zhǎng)與未來(lái)愿景
從一家縣級(jí)民營(yíng)企業(yè)成長(zhǎng)為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家專(zhuān)精特新"小巨人"企業(yè)、浙江省"隱形冠軍"企業(yè)——暢爾的發(fā)展歷程是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的縮影。
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暢爾不僅在航空領(lǐng)域取得了突破，而且在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域也將技術(shù)進(jìn)行了延伸。在汽車(chē)領(lǐng)域，暢爾的設(shè)備已經(jīng)替代了德國(guó)的設(shè)備，為寶馬、奔馳、奧迪等高端汽車(chē)制造制動(dòng)鉗。這一成就，其實(shí)證明了中國(guó)企業(yè)，完全有能力在高端裝備制造領(lǐng)域，與國(guó)際巨頭同臺(tái)競(jìng)技。
未來(lái)我所擔(dān)憂的是，中國(guó)高端裝備制造業(yè)在核心技術(shù)自主創(chuàng)新這個(gè)方面，其持續(xù)投入能否得到保障呢？其實(shí)這關(guān)乎著國(guó)家產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，畢竟核心技術(shù)是國(guó)之重器，一旦缺失，后果不堪設(shè)想。
技術(shù)創(chuàng)新，需要長(zhǎng)期去積累，而且需要企業(yè)家具備戰(zhàn)略眼光，同時(shí)還需要他們堅(jiān)持不懈地去努力。
希望有更多像暢爾這樣的企業(yè)，能夠在“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域，勇于去攀登，為中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，貢獻(xiàn)出自己的力量。
只有掌握了核心技術(shù)，我們才能夠在日益復(fù)雜的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境里，贏得主動(dòng)權(quán)。
