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打磨“中国创造”的精度
造访“国家高效磨削工程技术研究中心”

李璀唐珍名本报记者徐兰山
    时间:2006年4月23日上午9点地点:湖南大学校长办公室向导:钟志华院士(湖南大学校长、中心主任)

  国家高效磨削工程技术研究中心(以下简称中心)坐落在的湖南大学校园中,走进这座天蓝色围墙的院落,绿阴环抱,整齐的厂房排列在道路两旁,许多代表我国最高水准的机床都是在这里诞生。

  谈起中心的原创性研究成果,钟志华院士如数家珍。他说,多年来,中心为高效磨削技术领域提供了20多项原创性的理论、方法、工艺及软件。建立并开发了一套从方法提出、工艺开发、实验研究、数字建模、软件开发、方案优化以及机床设计制造的具有自主知识产权的成套技术与装备。创建了磨削非圆轮廓的高速、超高速磨削工艺,实现了异形截面工件的高速超高速磨削加工。在国内首次提出强力磨削工艺,取代传统的车削和粗磨两道工序,大大提高了效率,降低了生产成本。开发了凸轮轴轮廓精密磨削工艺,提出了凸轮轮廓曲线变化对加工精度的影响关系,使凸轮轴加工精度达到了汽车环保节能的要求。建立了高精度离散凸轮轮廓数学模型,将离散的轮廓数据通过建立数学模型转换成插补函数关系,控制工件旋转和砂轮移动的合成运动,保证了加工精度。创建了工件轮廓表面恒线速磨削的方法,解决了异形截面磨削加工中的共性关健技术问题,解决了磨削过程中非圆截面上各点的磨削速度相差十几倍造成的振动、烧伤、轮廓精度误差等缺陷。开发了液体静动压主轴,使磨削力的波动对砂轮旋转轴心飘移的影响减少,提高了工件轮廓的精度。

  从原理上解决了倪志福钻尖精确刃磨和自动化刃磨的世界性难题,开发了五轴数控系统和具自主知识产权的五轴数控高效钻尖磨床。整体技术达到国际领先水平。为各种高中低档钻头的高效精密自动化刃磨、群钻等先进钻型的大规模推广应用和我国高档数控装备走向国际市场打下了坚实的技术和产业化基础。

  该中心自主开发的最高砂轮线速度为440米/秒的超高速磨削实验台,已获得了8项国家专利,实现了超高速高效磨削硬脆陶瓷材料的重大突破。

     时间:2006年4月23日上午10点地点:湖南大学校长办公室向导:钟志华院士

  钟志华院士去年被评为中国工程院院士,成为我国汽车领域的第二位院士。他对我国汽车行业中发动机受磨削技术影响这个问题感受颇深。他说,我国对汽车发动机关键零部件关键装备的自主开发能力相对较弱,国产装备无法满足高的加工质量和大批量生产对高档加工装备和自动加工的要求。我国每年不得不耗巨资从国外进口高档数控凸轮轴磨床和(进口1台中高档数控凸轮轴磨床约40—85万美元)凸轮轴自动加工生产线(进口一条年产30万根凸轮轴的生产线需要花约1200万美元)。许多凸轮轴生产厂家迫切希望国内有一种能满足高效率、高精度、高柔性和高自动化要求的数控装备,提高我国中高档数控机床产品的自主创新能力和开发能力,增强在国际市场上的竞争能力。

  中心为了解决这个问题不断努力,目前已经为我国重点汽车基地自主开发了7大系列30多个品种的高速专用数控机床,主要包括:数控高速凸轮轴磨削装备系列、数控异形截面磨削装备系列、数控高速曲轴磨削装备系列等6大系列中、高数控专用装备。

  中心研发的中、高档高速数控磨削装备自上世纪80年代末期投入市场以来,在国内汽车、拖拉机、内燃机、工程机械、摩托车、纺织、机械等行业大批量应用,替代了进口同类产品。目前,为东风汽车公司、上汽奇瑞、重庆嘉陵、长春一汽、重庆长安、南京跃进汽车集团等国内数1000家重点汽车制造企业和配件厂提供了系列化的数控凸轮轴磨床产品2000多台,产品覆盖国内20多个省、市,市场占有率已达70%%以上,取得直接经济效益40多亿元,为企业节约资金30多亿元,为国家节约外汇7000多万美元,并有部分产品出口东南亚地区。自主开发的磨床在性能和技术指标相当的条件下,价格只有国外进口价格的1/3—1/4。机床以其加工效率高、加工精度好的优秀品质成为国内许多大中型汽车和发动机配件生产厂家的首选设备。并引起日本丰田工机和德国勇克公司等国外著名磨床生产厂家的广为关注。

  谈到今后将围绕我国的中高档数控机床的自主创新的设想,钟志华院士说,中心将围绕先进制造技术的磨削加工的国际竞争的焦点问题开展研究开发,确保在高效磨削技术领域在国内的领先地位,形成核心技术竞争能力,跟踪世界技术发展前沿,吸纳、集成并创造新的技术优势。中心还将瞄准国内汽车工业、国防、航空航天、生物工程,医疗器械,计算机等行业对超高速、超微细和自由曲面的对精加工装备的大量需求,研制开发具有自主知识产权的高档超高速数控磨削装备、数控高速磨削中心、微纳磨削装备、难加工材料磨削装备和自由曲面磨削装备,使其走向国际前沿或达到国际先进水平,为国家重点工程提供源源不断的新工艺、新产品和新装备。

  他还说,加强集成创新的力度将是中心以后的重要工作,近期将联合国内重点企业,开展集成制造环境和可重构技术的柔性制造单元系统研究,开发具有自主知识产权的高效率、高柔性、高自动化、工序高度集中的凸轮轴和曲轴自动化生产线,使凸轮轴和曲轴加工生产节拍大幅度提高,实现生产线的功能模块化、加工柔性化、操作自动化和控制智能化,总体技术达到国际同类生产线的先进水平,并在国内汽车和配件重点生产企业形成示范。

   中心档案

  国家高效磨削工程技术研究中心是1998年9月依托湖南大学组建的。中心运行多年来,围绕提高我国的中高档数控机床的自主创新,重点突破国家支柱产业中急需的汽车发动机关键零部件精加工装备的国产化,取得了一大批国内领先水平和国际领先水平的科研成果,获部省科技奖励和国家专利30多项,为国家重点工程和支柱产业提供了一大批高质量的、具有自主知识产权的高新技术产品,并在全国数百家企业大批量应用,形成了科技成果研究—开发—中试—产业化—市场的一体化的配合格局。

    

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