芜湖市科技计划项目申报书-红旗

芜湖市科技计划项目申报书项目名称：CK61220*12/50重型数控卧车的研制申报单位（公章）：芜湖红旗重型机床有限公司主管部门：开发区综合局通讯地址：芜湖市开发区大桥工业园联系人、电话：张光荣(05535315316)申报日期：2008年7月20日芜湖市科学技术局制二○○八年2目录一、项目概述二、国内外研究现状和发展趋势三、立项的背景和意义四、研究内容五、预期目标六、年度分阶段计划安排七、单位现有研究基础、条件和主要研究人员简况八、经费概算八、项目的风险分析九、主管部门或评估机构的意见十、有关附件3一、项目概述随着重型数控卧式车床在各行业的广泛应用，我国也越来越重视相关的应用水平。为了迎接新的机遇与挑战，促进相关工业发展，提升本企业的技术能力，并扩大生产规模，芜湖红旗重型机床有限公司在引进学习国内外先进技术的基础上，调研、收集、消化国内外先进产品和相关资料，针对各加工的实际需要，正在自主系统化开发一种新的重型数控卧式车床。本项目主要研发内容就是开发新型重型数控卧式车床，该产品与普通卧式车床相比，具有高速、精密、复合、环保、智能化、超大型、适用面广等优点，该产品使用了先进的进口数控系统，先进的机身制造工艺。设计采用了先进的CAD/CAPP/CAM/CAE系统。本公司在借鉴和学习国内外先进技术同时，不断探索新技术、新工艺，在滑动导轨副、齿轮副、滑动丝杠与滚珠丝杠主要部件上均有所突破，采用的进口数控系统体积小，功能强，程序设计简单，维护方便，价格低廉。本项目一旦建成，将能从根本上解决该类产品长期以来，依赖进口技术的局面。不仅可以满足国内需求，还可以出口海外，同时促使企业产品升级，进一步提高技术水平，调整产品结构，促进本地区经济发展。项目2008年5月开始设计，预计2009年4月完成开发，实现年产重型数控卧式车床30台的生产能力。本项目共需资金850万元，其中贷款160万元，不足部分由企业自筹。4二、国内外研究现状和发展趋势1、国内研究现状温家宝总理2007年9月在大连机床集团视察时提出“数控机床的水平是一个国家机械化、现代化的重要标志，代表一个国家的科学水平、创新水平和综合能力，中国要成为生产数控机床的大国”的要求。当前，汽车及零部件制造业、机械制造业、航空航天工业、船舶制造业和农业机械制造业五大重点服务领域仍然是中国机床市场的重点，对机床的需求特别大，而且需求向大重型和高档次发展的趋势十分明显。“十一五”期间，中国机床工具行业将保持快速平稳发展的态势，将是一个持续增长的中国机床工业、开放的中国机床市场。机床行业的发展使国家在世界制造领域地位提高，中国机床行业改革和发展取得了不小的成绩，中国市场竞争力大、发展潜力巨大，但是中国机床行业存在不足，在安全标准、技术标准、环保标准，存在很大差距。一是重型卧式数控车床，无论在品种、水平、质量上都远远跟不上世界发达国家的发展速度。满足不了国防现代化和经济建设的需求。二是现在40%进口重型卧式数控车床是高档产品。我们机床水平有提高，但创新的能力、创新的基础、创新的机制和创新的队伍都有很多问题需解决。三是产业结构存在严重失衡，结构不合理，主机多，功能部件少。特别是高档重型卧式数控车床数控部件基础产业薄弱，尽管国家在这方面做导向，有一定成绩，但总体评价仍是薄弱环节。不单是主机，在综合服务方面，包括刀具、夹具、工艺制造、程序编制及与工厂的物流系统、信息管理系统的联结。这些都是行业企业的“软肋”。近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。该构型为国际首创。基于RT一Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能在同一网络中与多台PLC相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。该机床的作业空间4．5mx1．6mx1．2m，A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000，主轴转速(无5级)最高10000r/min，重复定位精度±0．01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。2、国外研究现状国外重型数控卧式车床有如下特点:智能、高速、高精度化新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件(如电主轴、直线电机、LM直线滚动系统等)主轴转速达15,000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准、统计法)，就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准、统计法)以下，就是超高精度机床。高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。设计、制造绿色化绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计；可拆卸性设计；节能性设计；可回收性设计；模块化设计；绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。数控机床在制造时要考虑：节约资源的工艺设计；节约能源的工艺设计；环保型工艺设计等。随着世界经济的迅速发展，尤其是国内改革开放以来工业化程度的加快，所带来的环境污染问题越来越严重，环境保护的呼声越来越高，环保问题已经成为各国经济可持续发展的制约因素之一。数控机床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要素之一。复合化与系统化大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展6成为系统化产品，用数控系统控制作业。产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。3、重型数控卧式车床发展趋势根据本公司预测，未来根据本公司的分析，重型数控卧式车床的发展方向主要是，总体上向高速、精密、复合、环保、智能化、超大型化方向发展：高速——为提高效率，广泛采用新型功能部件，如直线电机、高速滚珠丝杠、直线重载导轨、高速电主轴，充分发挥现代刀具材料的性能，实现高速加工。精密——精密化是为适应高新技术发展的需要，精度已由微米级发展到亚纳米级、纳米级（10nm）。复合——以提高工序集中为目标，尽量减少装夹次数，提高生产率和工作精度。环保——随着人类环保意识的提高，对机床提出了无冷却、无润滑、无气味的要求，机床的排屑、除尘等装置也发生深刻变化。智能——计算机技术及应用软件在产品中的技术含量越来越高，如采用软件补偿技术提高精度，使机床的结构简化，远程控制、远程故障排除及维护成为可能。可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。超大型化——为了发展能源、探索空间和开发海洋，需要装备的体积“个”越来越大。从数控系统角度来讲，由于PC数控系统所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，采用PC数控系统机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，原有的系统承担数控的任务。PC数控系统机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。本公司正是把握住这种机遇，开发、研制重型数控卧式车床等市场急需的机床系列产品，本项目研制生产的重型数控卧式车床必将有着广阔的市场前景，必将推动企业经济效益的飞速增长。7三、立项的背景和意义1、立项的背景机床是装备制造业的基本装备，近年来，随着国家大力振兴装备制造业，提高其制造水平和能力。2007年，我国机床行业保持稳定增长，工业增加值和利润均增加10%～15%。机床行业利润仍将大幅度增长，继续保持良好走势。近几年，数控机床已经成为当今制造业的主流装备，数控机床,尤其是重型数控机床的生产能力和水平，是衡量一个国家综合实力的重要标志，也是世界机床市场贸易的主导产品。目前，我国以轿车制造业为代表的汽车工业，以航天航空和IT产业为代表的高技术产业，以及传统产业的技术改造和国防军工等对数控机床的需求不断增长。其中重型卧式数控车床用途最为广泛，主要用于各种回转体零件的外圆、内孔、端面、锥度、切槽及公制螺纹、径节螺纹等的车削加工，此外还可以用来进行钻孔、铰孔、套料、扩孔、滚花、拉油槽等加工，还适合于使用硬质合金刀具对各种黑色金属和有色金属进行强力切削和高速切削；性能好，操纵方便，美观宜人；适用于单件、中小批生产使用。我国重型卧式数控车床经历了多年的发展，取得了一定的成就，但高档重型数控卧式车床大部分仍然依靠进口。多年来我国国产型数控卧式机床市场占有率一直不足50%，2006年进口机床的市场占有率仍达55.18%，而数控卧式机床车床高达70%，特别是重型数控车床高达约90%，这也说明我国机床产业在与国外同行的竞争中仍处于劣势，机床产业的发展步伐滞后于我国国民经济总体的发展步伐。重型数控机床产品与发达国家著名企业相比仍存在一定差距，产品水平的差距主要体现在以下几个方面：技术创新开发能力薄弱，高级设计开发人才严重缺乏。自八十年代初至今二十余年来，由国家支持多家主机骨干厂（包括齐二机床），采取引进技术、合作生产，以市场换技术方式对我国机床产品技术水平的提高取得了一定的效果，但由于产品理论支撑不够，基础实验条件缺乏，高级科技人才匮乏，新产品研发仍然主要依靠经验及模仿等手段，尖端核心技术绝大部分还控制在“老外”手里，特别是中高档产品差距依然明显。国内许多机床制造企业严重匮乏缺乏精通外语又有经验的高级复合型技术人才，而且很少与国外先进同行8进行广泛的技术交流，对许多关键技术仅仅是一知半解，拟制了技术前瞻性研究，致使企业新产品的研发主要还是依靠经验和模仿，制约了高档产品的发展。对行业总体来说，数控产品技术含量不高，产品附加值低，结构不合理，产业化能力不强。机床是工作母机，是装备工业的基础，机床制造企业的装备在装备制造业中理应是最先进的。而实际是，机床企业装备陈旧落后，行业装备数控化率仅是5%，落后于许多行业。许多大型骨干企业设备平均役令超过20年，用生产普通机床的装备来生产数控机床难以满足要求。由于产品整体质量与国际先进水平存在的差距，目前尚没有一个具有国际知名度的名牌。企业的服务意识不强，服务体系不健全，对于中高档数控机床售前售后的服务要求很高，与国外厂商相比，市场开发、研究用户工艺、成套服务、快速反应能力等服务水平均存在很多差距。为主机配套的关键功能部件基础薄弱，质量可靠性差，影响国产数控机床的产业化。国内机床制造企业普遍工艺装备和检测实验手段落后，装备数控化率很低，尤其是缺乏高精水平的关键设备和基础实验条件。国内机床行业配套体系不合理，重主机、轻配套，尤其是数控系统、电主轴、刀库机械手包括液压元件、刀具、轴承等关键配套发展滞后，也制约了高档产品关键技术的突破。因此，中国是机床制造大国，但不是机床制造强国。对我们机床制造企业来说，面临的挑战十分严峻，加快发展国产重型数控机床产业化已刻不容缓。发展重型数控机床，进一步提高数控机床的可靠性、质量稳定性，是机床制造业的当务之急。“十一五”期间是我国制造业的重要发展机遇，经济全球化使我国成为世界经济的重要组成部分，制造业资源在全球重新配置，导致制造业在科研、销售、生产制造等分工协作在全球重新洗牌组合，本公司正是抓住这一机遇加快发展，研发出用途广泛的重型数控卧车。2、立项的意义芜湖红旗重型机床有限公司随着中国国民经济飞速发展也已取得了一定成就，但是目前市场竞争激烈，如果公司继续只生产现有技术的产品，三五年成长期和