百吨级数控强力旋压设备通过验收

  若干年后，梳理我国重大装备的国产化史册，2013年9月6日将成为重要一页。这天，我国首台大型强力旋压设备“SY-100L大型立式CNC强力旋压机”正式通过了用户单位西安航天动力机械厂的验收。经过十年的技术储备与研制，在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项的支持下，百吨级数控旋压设备终于不负众望，通过了用户试验并正式交付使用。
由“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项实施管理办公室主办、中航工业北京航空制造工程研究所、航天科技西安航天动力机械厂、中航工业航空专用装备研发工程中心、中航工业航空制造技术中心承办的大型数控强力旋压设备及技术应用推介会2013年9月6日在西安举办。会上，工信部装备司巡视员王富昌、中科院院士曹春晓等领导和专家对该设备给予高度评价。来自航空、航天、船舶等领域的应用单位代表同样给予认可。
亚洲之最
2013年9月6日上午，在西安航天动力机械厂这个原本是国家保密的单位，借着SY-100L大型立式CNC强力旋压机设备验收之机，记者和与会者一起观摩了大型薄壁零件旋压成形的过程。
记者拿到的设备“鉴定书”显示：设备具有结构简洁、布局合理、功能齐全、便于维护、强度高、刚性好、具有同步进刀、错距旋压、旋压力动态显示、操作智能化、旋压力自动调节等特点，特别是旋压力自动调节功能目前属国内外同类产品首创，填补了旋压工艺上的空白。
“地上14米，地下三米。”这台大机器给记者的第一印象是威武。至于如何“旋”，作为外行，很难判定其“专业”所在。“技术听起来很专业，设备看起来很大。”记者试图把问题抛给一同参观的中信重工集团铸锻销售公司的副总经理黄国军。作为该设备制造的主要参与方，他从专业的角度告诉记者，尽管这台设备在体量上并不是很大（与该企业制造的其他大型装备产品相比），但对技术参数要求非常高，多方参与、历时十年研制成功，足见其分量和含金量。而且，作为百吨级旋压装备，在我国目前是独一无二的，也堪称亚洲之最。作为军事爱好者，他告诉记者，目前该技术领域除了美国和俄罗斯，只有中国可以达到这个水平。
何为十年磨一剑？中航工业北京航空制造工程研究所所长张军介绍，研制大型立式数控强力旋压设备，主要满足航空、航天、船舶、核工业、化工等行业大型薄壁回转体零件的制造。为了解决国防急需的大推力运载火箭、导弹、飞机发动机等制造瓶颈，推动旋压结构件在大飞机、飞机发动机、导弹和大型压力容器上的应用，填补我国的战略空白， 2001年，西安航天动力机械厂启动了大型数控强力旋压机床的研制项目。2004年初正式和中航工业北京航空制造工程研究所签订设备研制合同。该项目被工信部列为国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（简称“04数控机床专项”）2011年度课题。在浙江大学、武汉重型机床有限公司、中信重工、济南二机床等相关部件承制单位大力协助下，中航工业北京航空制造工程研究所与西安航天动力机械厂克服种种困难，实现了2011年11月进入用户现场总装，2012年11月完成设备静态、动态及功能调试开始试旋。
截至目前，经过半年多时间的旋压工艺试验表明，该设备整体结构强度高、刚性好、控制精度高，具有同步进刀、错距旋压、旋压力智能调节等先进功能，整体性能优越，旋压出的零件各项性能指标符合用户的使用要求，其旋轮推力和可旋压零件尺寸堪称亚洲之最。
机械科学研究总院副院长王德成对该设备的成功给予高度评价。他说，它是“04数控机床专项”继3.6万吨挤压机、8万吨锻压机之后在旋压装备方面从无到有的一个新突破。
王德成告诉记者，该项目的成功研制，实现了工艺和设备的两大突破。首先是工艺的突破。如果说两年前，“04数控机床专项”实现了挤压工艺、锻压工艺的突破，今天则实现了旋压工艺的新突破。这是“04数控机床专项”大型数控成形这个主题攻关目标的一个重要实现。
设备的突破主要体现在：它将有力支撑专项在航空航天、船舶、发电和汽车四大领域中，大型薄壁回转体零件成形的需求。“04数控机床专项”当时就是瞄准航空航天、船舶、发电和汽车四大领域。应该说，该装备突破，明显打破了国外技术封锁对上述四大领域发展瓶颈的制约，弥补了现有成形工艺和装备的不足，提升了大型复杂精密成形装备的覆盖能力。
与会专家表示，强力旋压技术和设备不仅在航空发动机、航天运载工具、船舶的壳体类零件的制造方面具有广泛的应用前景 ，在核反应堆的回转件、化工行业大型高压容器、汽车行业铝合金轮毂及其他民用领域压力容器的制造方面具有很高的推广价值。
用户牵引
回顾十年的研制历程，参与设备研制的专家无不感慨，大型立式数控强力旋压设备具备数控机床的高精度、重型机床的强刚度和重载荷等特点，调研立项难度大、设计难度大，精度要求高、结构复杂、关键零件采购困难，部件尺寸超大、制造难度大，各单位、各部门配合协调难度大，装配难度大、检验难度大、调试与旋压难度大，经费难度大，周期更是不断的被调整，在各个环节都面临巨大挑战。大型立式数控强力旋压机的研制成功，标志着我国在大型薄壁回转体金属结构件制造技术领域的研制达到新的高度，是产、学、研、用协作的成果。
张军表示，国家重大专项对高端装备研制的支持就是为解决航空、航天、船舶等领域所需求迫切而又难以进口的高端制造装备，突破西方国家的技术封锁，从点到面彻底摆脱高端制造装备受制于人的局面；与此同时，探索高端专用装备开发的全新模式，联合多家装备生产单位、大学，发挥技术与专业化优势，进而实现装备的使用单位和制造单位成功合作和双赢的局面。
除了工艺和设备的突破，王德成告诉记者，项目的突破还体现在它将成为“04数控机床专项”坚持产学研用合作模式的成功范例。在这台设备里，有多个技术合作，包括大型铸锻件、液压控制等，每一个作为单独的技术存在，都满足了一个“题目”的体量，都是挑战，应该说，都是技术上尖锐的极限制造的挑战。在专项办建议下，在牵头单位的全力组织下，形成了产学研用最优势的力量的合作。
据透露，与其他课题相比，这个项目的答辩次数最多。王德成说：三年三次，每一次都实现了“团队”的优化。而且，在答辩过程中，有多个院士联合建议“一定要启动”。在建议下，代表行业优势力量的多家单位走在了一起。实现了产学研的优势合作。
“需要强调的是，历时10年，不离不弃，同样体现了西安航天动力机械厂、航天四院对国产装备及重大专项的高度信任。”王德成认为，用户牵引对装备国产化的重要意义不言而喻。
他同时认为，技术历时10年储备，最终在“04数控机床专项”的支持下取得了突破，也再次证明了国家设立重大专项，特别是“04数控机床专项”，对国防、军工等战略性新兴产业发展的必要和核心作用。技术不是一日之功，要有长期准备，但国家瓶颈需求、高端技术挑战仍离不开国家支持。
王富昌对此表示赞同。他说，“04数控机床专项”在实施过程中，不断地探索、改进和调整，主要强调了四个方面。一是“需求牵引”，列入专项的课题一定是国民经济及国防建设亟需的，而不是为了完成某一项指标。
二是产学研用密切结合，特别是制造和使用密切结合。因为制造企业不熟悉用户需求和工艺不行。现在安排的课题大都是“用户牵头”。
三是主机和数控系统、刀具等功能部件相结合。尽管国产的数控系统、功能部件在实际应用中还有一定的“差距”，特别是重大专项研究的一些设备都是比较高档的，但我们一定强调要给他们机会，每个题目都要求把数控系统、功能部件参与进去，只有这样，才能把国产功能部件“带”起来。
四是强调要“用”。现在的课题要求在用户至少用半年。任何研制都不能保证百分之百成功，所以“使用”是非常重要的。
可以看出，“04数控机床专项”经过几年的实施，不断改进和调整，已经有了更明确的思路。
王富昌表示，“04数控机床专项”已经实施五年，目前正在做中期评估，明确下一步的工作重点。他希望，相关企业要积极参与其中，为专项的实施出谋划策，特别是航空航天等领域的“几大集团”，应该对航空、航天等国家亟需的相关装备研制提出建议。他同时强调，希望用户企业一如既往地采用国产设备。