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桂林:机床科技创新是一生的追求

2013年02月12日 15:46中国机床商务网点击:6169

  JC35导读:桂林:中国兵器集团公司首席专家、武重集团总工程师,他和项目组从无到有,研发出我国首台大型高性能螺旋桨加工用数控重型七轴五联动车铣复合机床。和重型机床的设计与制造工作已经打了25年交道,作为企业的技术方面的主管,桂林带领工程技术人员继续攻克一道道技术难关。
  
  桂林:中国兵器集团公司首席专家、武重集团总工程师,在2004年,他和他的团队研究开发的XK2132数控龙门镗铣床荣获中国机械工业科学技术一等奖、湖北省科学技术进步奖二等奖;2005年,由他带领的团队参与试制和技术攻关的CKX53160数控单柱移动立式铣车床,荣获国家科学技术进步奖二等奖;2007年荣获中国机械工业科学技术二等奖、2008年荣获中国机械工业科学技术奖二等奖、2010年荣获中国机械工业科学技术一等奖、2011年荣获中国机械工业科学技术一等奖。他于2003年、2005年、2007年分别获得武汉市、湖北省政府颁发的专家津贴和国务院颁政府特殊津贴。
  

 
  1月18日,2013年国家科学技术奖励大会,由中国兵器工业集团公司武重集团主持实施的CKX5680型数控七轴五联动螺旋桨加工用重型车铣复合机床荣获2012年度国家科学技术进步奖二等奖。
  
  “这是我公司第二次获得这项国家级奖。”走下领奖台,中国兵器集团公司首席专家、武重集团总工程师桂林脸上挂着惯常的笑容,言语中透出自豪,“但这是我第一次担任国家重大项目的主持人。”
  
  十年磨一剑,他和项目组从无到有,研发出我国首台大型高性能螺旋桨加工用数控重型七轴五联动车铣复合机床。
  
  十年磨一剑,打破国外垄断

  
  机床作为制造业的工作母机,对制造业的发展起着关键作用。从外形看,螺旋桨与电风扇叶片酷似,舰船螺旋桨多为5—7片桨叶,叶片之间的空间狭窄,对加工螺旋桨的机床,要求更高。但作为大型高端舰船推进器的关键部件,螺旋桨的制造精度直接影响舰船的平稳性、噪声等机械性能。
  
  “以前加工螺旋桨都是先铸出来,然后手工砂轮打磨,劳动强度高、生产效率低、噪音大、金属粉尘的环境污染严重,更重要的是加工精度低,难以满足大型高端舰船性能指标和技战水平的要求。”桂林说,要加工高性能的螺旋桨需要高端数控机床,此前只有德日两个国家能制造且价格昂贵。由于舰船螺旋桨在军事上的重要作用,长期被列为战略物资,对我国实行严密的技术封锁和禁运。
  
  2002年,在国家863计划支持下,武汉重型机床集团有限公司、华中科技大学、镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司成立了桂林为首的项目组,采用产、学、研、用的模式,研发具有自主知识产权的数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床。
  
  桂林回忆说,由于螺旋桨的结构及其复杂,整体螺旋桨由多个桨叶组成,桨叶为复杂曲面,常规五轴加工工艺无法满足整体桨加工要求。同时,螺旋桨毛坯最重达100吨,加工余量极不均匀,切削过程是大变载工况,这与高精度加工存在矛盾和冲突。另外还存在狭长的桨叶重叠区空间难以加工、各项精度参数要求极高等一系列难题。这些导致了装备结构复杂,控制技术要求高,研制技术难度大。
  
  面对重重困难,在没有可借鉴的图纸和方案的情况下,桂林带领项目组突破了大直径回转工作台双电机传动的差速反馈和力矩耦合消隙控制技术等一系列关键技术,解决了铣头质量刚度比优化难题等一系列重点难题,提出了切削负荷自适应控制等一系列算法,研发了一系列创新主轴功能部件、组件。历时10年间,项目从无到有地研发出我国首台大型高性能螺旋桨加工用数控重型七轴五联动车铣复合机床,实现了螺旋桨一次装夹全工序加工完成,效率提高3倍以上,完全达到了项目计划的设计目标。
  
  贴钱吃“螃蟹”,力推机床国产化

  
  “你如果有时间,可以去镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司看看,现在设备已经在那运行得很好了。”说这话时,桂林一脸自信。
  
  2003年项目正式启动之时,非典肆虐,之前计划的调研只能推迟,桂林心里着急。与此同时,千里之外的镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司领导心里也不平静,他们先前准备从俄罗斯进口高性能螺旋桨计划,因为种种原因被搁浅。
  
  在华中科技大学段正澄院士牵线下,武重和镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司坐在了一起。
  
  “我们之前没有做过高性能螺旋桨,五轴的加工装备液压站、数控系统都是项目团队自主研发的。但我们服务到家,为用户加工保驾护航,保证设备正常运行后才撤人。”桂林并不避讳自己的实际情况,但提出的条件也很诱人,因为他清楚,国产机床名声不好,因为把用户当试验品。进口无望,国产机床又愿意提供全程服务,镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司给了试验机会,产品价格压到了800万。
  
  桂林算了一笔账,这个买卖做下来,武重必须贴钱,但是通过这次试验可以打开一个完全崭新的局面,因此这是一个必须经历的阵痛。
  
  “我喜欢干事一气呵成,但没想到这个项目干了十年,由于是非标产品,很多零件需要和厂家预定,有时候一等就是几个月。”2007年产品交付前,这是桂林最难熬的一段时间,半成品的机床在厂房一搁就是好几年,有人和桂林开玩笑,“这是第几台了。”每每这时桂林只有苦笑。
  
  由于是第一次设计这类机床,他至今记得,最开始调试加工时是铸了个蜡制的模型叶片,然后才对一个报废的螺旋桨进行实物加工。
  
  2007年,“丑媳妇”终于见公婆了,为了给用户提供全套服务,武重一直派技术人员在镇江蹲守,直至趋于稳定。
  
  桂林高兴地告诉记者,该机床装备正式投入运行之后,已加工出多种规格的螺旋桨产品,部分螺旋桨产品已出口,经用户检测可达特高级(S级)精度,用于意大利等国家的高档豪华邮轮上。此项目研发成果的创新技术和功能部件,已成功应用到多台其他类别数控重型机床装备上。
  
  据初步统计,此项目已新增产值6.81亿。该项目获授权发明专利1项,实用新型专利4项,公开发明专利2项;研发团队发表论文15篇。
  
  “通过这个项目,我们锻炼了一支过得硬的队伍,也可以说我们这个团队,目前是我国为大型螺旋桨加工提供技术、装备和服务的专业团队。”更让桂林高兴的是,产品得到了其他厂家的青睐,当然价格比800万要高出不少,“挣钱了,已经卖出了七八个,效果都不错。”
  
  多岗位锤炼,只为科技创新
  
  “我现在觉得它不仅仅是一个产品,以后从这个点出发,会发展成一个系统工程。”1980年,桂林考入天津大学,是恢复高考的第四批,1984年7月大学毕业后,他被分配到了当时的武汉重型机床研究所,成为了一名设计员。
  
  “如果说我有什么过人之处,那就是经历的岗位比较多。”桂林谦虚地说。
  
  在新产品研发中,在各种科技疑难问题面前,他经常和所里的师傅们深入到生产一线,专注地观察机床装配过程,如饥似渴地搜集有关资料、找技术人员交流、现场拜师学习,每晚拖着疲惫的身体还要坚持学习一个半小时,经常是抱着书本进入梦乡。
  
  为了成为一名合格的高技能人才,他不光学习专业技能,还经常到车间熟悉机床装配的每一个细节,向工人师傅们询问机床在装配过程中所出现的问题并咨询他们的意见。1991年,他就成为主管设计员、工程师了,在此期间,他主持开发和研制了国家级重大新产品3.2米数控重型龙门镗铣床,16米数控超重型单柱移动立式铣车床,都达到了国家先进水平。
  
  1994年,他受武重集团委派到日本研修,一年后研修归来,先后主持了国防重大项目、国家重大引进项目、国债技改项目、国家首台套的研究开发,2002年,他就被任命为武重集团总工程师,至今仍然辛勤地耕耘在技术产品研发第一线。
  
  和重型机床的设计与制造工作已经打了25年交道,作为企业的技术方面的主管,桂林带领工程技术人员继续攻克一道道技术难关。“十二五”开年,他们又勇挑重担承担了5项国家科技重大专项任务。桂林说,进行机床科技创新就是自己人生的追求。
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